TR201815757T4 - Kok üretimi için kömür hazırlama yöntemi. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, karbonizasyon gerçekleştiğinde kömürün termal plastisitesinin kesin olarak tahmin eden bir test yöntemi kullanılarak yapılan tahmini sonuçlara dayanarak kok dayanıklılığının arttırılabildiği, kok yapımı için kömürün hazırlanmasına yönelik bir yöntem ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME KOK ÜRETIMI IÇIN KÖMÜR HAZIRLAMA YÖNTEMI Mevcut bulus, karbonizasyon gerçeklestiginde kömürün termal plastisitesinin kesin olarak tahmin eden bir test yöntemi kullanilarak yapilan tahmini sonuçlara dayanarak kok dayanikliliginin arttirilabildigi, kok yapimi için kömürün hazirlanmasina yönelik bir yöntem ile ilgilidir.

Pik demir üretiminde en yaygin yöntem olan maden eritme ocagi yönteminde kullanilan kok, bir demir cevheri indirgeme ajani, bir isi kaynagi ve ara parça olarak rollere sahiptir. Bir maden eritme ocaginin sürekli ve verimli bir sekilde çalistirilmasi için bir maden eritme ocagi içinde gaz geçirgenliginin korunmasi önemli oldugundan, yüksek dayanikliliga sahip kok üretimi istenmektedir. Kok, kok firini içinde toz haline getirilmis ve tanecik boyutu ayarlanan kok üretimi için çesitli kömür türlerinin karistirilmasi ile elde edilen bir kömür karisiminin karbonize edilmesi ile üretilmektedir. Kok yapimi için kömür, karbonizasyon gerçeklestirildiginde 300 °C ila 550 °C arasinda bir sicaklikta yumusar ve erir ve ayni zamanda, köpügün birbirine yapisan parçaciklari ile sonuçlanan, böylece kömürün aglomeran yari kok haline getirilmesi ile sonuçlanan, uçucu maddenin olusmasindan dolayi köpürmekte ve sismektedir. Daha sonra, yari kok, yaklasik 1000 °C'lik bir sicakliga kadar isitildigi ve küçüldügü bir islem ile yogunlastirilarak saglam kok haline getirilmektedir. Bu nedenle, yumusama ve erime meydana geldiginde kömürün yapiskanliginin, karbonizasyonun ardindan dayaniklilik ve parçacik boyutu gibi kok özellikleri üzerinde büyük bir etkisi vardir.

Kömürün özellikleri ve kek yapisi, yukarida tarif edildigi gibi gerçeklestirilen karbonizasyon sonrasi kömürün termal plastisitesine bagli olarak büyük ölçüde degistigi için, kömürün termal plastisitesi 0 kadar önemlidir ki, termal plastisiteye dikkat çeken bir yöntem üzerinde yapilan arastirmalar uzun zaman önce aktif olarak yürütülmüstür. Özellikle kokun önemli bir özelligi olan kok dayanikliligi, kokun hammaddesi olan kömürün özelliklerine, özellikle kömür sinifina ve termal plastisiteye bagli olarak büyük ölçüde degismektedir. Termal plastisite, kömür isitildiginda yumusama ve erime kalitesidir ve genellikle akiskanligi, viskoziteyi, yapiskanligi, sisme özelligini ve benzer sekilde bir termal plastik malzemeyi gözlemleyerek tahmin edilmektedir.

Yumusama ve erime meydana geldiginde akiskanligin gözlemlenmesi için yaygin yöntemlerin örnekleri arasinda, bir çesit termal plastisite olan, JIS M 8801'e göre bir Gieseler plastometresi yöntemi kullanilarak kömürün akiskanliginin test edilmesi için bir yöntem bulunmaktadir. Bir Gieseler plastometre metodu, kömürün 425 um ya da daha küçük bir partikül büyüklügüne toz haline getirildigi, sonra toz haline getirilen kömürün, belirtilen bir hazne içine kondugu ve belirli bir isitma hizinda isitildigi ve daha sonra, belirtilen torkun uygulandigi bir karistirma çubugunun dönme hizi, bir ölçek plakasinda gözlemlendigi ve ddpm (dakika basina çevirme bölümleri) biriminde temsil edildigi bir yöntemdir.

Bir Gieseler plastometre yönteminde sabit bir tork için dönme hizi gözlenirken, sabit bir dönme hizi için bir torkun gözlemlendigi bir yöntem de gelistirilmistir. Örnek olarak, Patent Literatür (1), bir döndürücünün sabit bir dönme hizinda dönerken bir torkun gözlemlendigi bir yöntemi açiklamaktadir.

Ek olarak, termal plastisite olarak fiziksel bir anlami olan viskoziteyi gözlemlemek için dinamik bir viskoelastisite gözlemleme makinesi kullanarak viskoziteyi gözlemlemek için bir yöntem bulunmaktadir (örnek olarak, bakiniz Patent Literatür (2)). Dinamik viskoelastisitenin gözlemlenmesinde viskoelastik bir gövdeye siklik bir kuvvet uygulandiginda viskoelastik bir davranis gözlenir. Patent Literatür (2), termal plastisitenin, gözlemlenen parametreler arasinda karmasik viskozite açisindan tahmin edildigi ve bir termal plastik kömürün viskozitesinin, rasgele bir kesme hizinda gözlemlenebildigi bir yöntemi açiklamaktadir.

Ayrica, kömürün termal plastisitesi olarak, yumusatici kömürün aktif karbon ya da cam boncuklara yapismasinin gözlemlendigi bir örnek rapor edilmistir. Bu, aktif karbon ya da cam boncuklarin az miktarda bir kömür numunesinin üst ve alt yüzeylerine konuldugu, sonra numunenin isitildigi, daha sonra yumusama ve erime gerçeklestikten sonra sogutuldugu, daha sonra kömür numunesinin aktif karbon ya da cam boncuklara yapismasinin görsel olarak gözlendigi bir yöntemdir.

Yumusama ve erime meydana geldiginde kömürün sisme özelligini gözlemlemek için yaygin yöntemlerin bir örnegi, JIS M 8801'e göre bir dilatometre yöntemidir. Bir dilatometre metodu, kömürün 250 um ya da daha küçük bir partikül büyüklügüne toz haline getirildigi, sonra toz haline getirilmis kömürün belirtilen bir yöntem ile sikistirildigi, belirtilen bir hazneye kondugu ve belirli bir isitma hizinda isitildigi ve daha sonra kömürün yer degistirmesindeki zaman degisiminin, kömürün üstüne yerlestirilen bir tespit çubugu kullanilarak gözlemlendigi bir yöntemdir.

Ayrica, bir kok firini içindeki kömürün termal plastik davranisini simüle etmek için yumusama ve erime meydana geldiginde olusan gazin nüfuz etme davranisinin iyilestirildigi, kömürün sisme özelligini test etmek için bir yöntem iyi bilinmektedir (örnek olarak bakiniz Patent Literatür (3)). Bu, gözlem ortaminin, kömür tabakasinin altinda, kömürden üretilen uçucu madde ve sivi malzeme için geçirgenlik kanallarinin sayisini arttirmak amaciyla, bir kömür tabakasi ve bir piston arasinda ya da bir kömür tabakasi ve bir piston arasinda geçirgen bir malzeme yerlestirerek, bir kok firinda sisme davranisinin gözlemlendigi bir yaklasima daha yakin hale getirildigi bir yöntemdir.

Benzer sekilde, kömürün sisme özelligini gözlemlemek için bir yöntem, bir kömür tabakasinin üstünde gövdeye nüfuz eden kanallara sahip bir materyal yerlestirerek ve kömüre bir yük uygulanirken kömürün mikrodalga ile isitilmasiyla iyi bilinen bir yöntemdir (bakiniz Patent Literatür (4)).

Yüksek uçucu keklestirici kömürlerden yüksek dayanikliliga sahip metalurjik kok üretimi için üç asamali bir proses bilinmektedir (Patent Literatüre (5) bakiniz). 779-790 Genel olarak, belirli oranlarda çok sayida kömürün harmanlanmasi ile elde edilen bir kömür harmani, metalürjik kok üretiminde kullanilir ve termal plastisitenin dogru bir sekilde tahmin edilemedigi durumlarda arzu edilen kok kuvvetinin elde edilmesi imkansizdir. Istenen dayanikliliga sahip olmayan düsük dayanikliliga sahip kokun, yüksek firin tipinde bir baca firini içinde kullanilmasi durumunda, baca firininda olusan toz miktarinin arttirilmasinin, bir sorun yaratma olasiligi vardir, bu da, basinç kaybindaki bir artisa bagli olarak baca firininin çalismasinda kararsizliga yol açar ve bu da gaz akisinin lokal olarak yogunlastigi sizinti ile sonuçlanir.

Dayanikliligi tam olarak tahmin etmek imkansiz oldugu için, termal plastisite göstergelerinin birçok örnegi bulunmaktadir. Bu nedenle, kok dayanikliligi, termal plastisite tahmininde hataya bagli olarak kok dayanikliliginin degiskenligi göz önünde bulunduruldugunda, önceden yüksek bir kok dayaniklilik hedefinin belirlenmesi ile, belirli bir degere ya da daha fazlasina ampirik olarak kontrol altina alinmaktadir.

Bununla birlikte, bu yöntem maliyette bir artisa neden olur, çünkü bir kömür karisiminin ortalama kalitesi, iyi termal plastisiteye sahip oldugu ve nispeten pahali oldugu bilinen kömür kullanildiginda oldukça yükselmektedir.

Termal plastik kömür, kömürün bitisik tabakalar tarafindan sinirlandigi bir kosul altinda bir kok firinda yumusatilmakta ve erimektedir. Kömürün isi iletkenligi o kadar küçüktür ki, kömür bir kok firinda homojen olarak isitilmazsa, firin duvarinin yanindan, bir kok tabakasindan, bir plastik tabakasindan ve bir kömür tabakasindan farkli katmanlar vardir. Termal plastik kömür, bitisik kok tabakasi ve kömür tabakasi tarafindan sinirlandirilmaktadir, çünkü, karbonizasyon islemi gerçeklestiginde bir kok firini biraz genislemesine ragmen, deformasyon miktari ihmal edilebilir düzeydedir.

Dahasi, termal plastik kömür çevresinde, bir kömür katmanindaki parçaciklar arasindaki bosluklar, termal plastik kömür katmanindaki parçaciklar arasindaki bosluklar, piroliz gazinin uçuculugunun neden oldugu büyük gözenekler ve bitisik bir kok tabakasinda meydana gelen çatlaklar gibi birçok kusurlu yapi bulunmaktadir. Özellikle, bir kok tabakasinda meydana gelen bir çatlagin genisliginin, birkaç yüz um ila birkaç mm kadar oldugu düsünülmektedir ve kömür parçaciklari ya da birkaç düzine ila birkaç yüz um arasinda degisen bir gözenek arasindaki bosluktan daha büyüktür.

Bu nedenle, yalnizca yan ürün olarak kömürden üretilen piroliz gazi ve akiskan materyalin degil, ayni zamanda termal plastik kömürün de bir kok tabakasinda meydana gelen büyük kusurun içine nüfuz ettigi düsünülmektedir. Ek olarak, geçirgenlik meydana geldiginde termal plastik kömür üzerine uygulanan kesme oraninin, kömür cinsine bagli olarak degismesi beklenmektedir.

Mevcut bulus sahipleri, kokun daha hassas bir sekilde kontrol edilmesi için kömürün bir kok firini içinde maruz kaldigi ortami taklit eden kosullar altinda gözlemlenen kömürün termik plastisitesinin bir göstergesi olarak kullanilmasinin gerekli oldugunu düsünmüstür. Özellikle, mevcut bulus sahipleri, termal plastik kömürün sinirlandigi ve termal plastik malzemenin etrafindaki kusurlu yapilarda hareketi ve filtrasyonunu taklit kosullar altinda termal plastisiteyi gözlemlemenin önemli oldugunu düsünmüstür.

Bununla birlikte, asagida belirtilen geleneksel gözlem yönteminde sorunlar vardi.

Bir Gieseler plastometre yöntemi, bir kapta kömürün dolgulandigi bir gözlemleme metodu oldugundan, bu sinirlama ve nüfuz etme kosullarinin dikkate alinmadigi bir problem vardir. Ayrica, bu yöntem yüksek akiskanliga sahip kömürün gözlemine uygun degildir. Bunun nedeni, yüksek akiskanliga sahip kömür durumunda, bir karistirma çubugu, çukurun kabin içindeki yan çeperin yakininda meydana geldigi bir fenomene (Weissenberg efektleri) bagli olarak bosa dönmesidir ve bu da akiskanligi dogru bir sekilde tahmin etmenin imkansiz oldugu bir durumun ortaya çikmasina neden olmaktadir (örnek olarak, bakiniz Patent Disi Literatür 1).

Benzer sekilde, sabit bir dönme hizina sahip tork gözlemlenmesi durumunda, bu kisitlama ve nüfuz etme kosullarinda bir yetersizlik de söz konusu degildir. Buna ek olarak, bu yöntem sabit bir kesme hizi ile bir gözlem oldugu için, yukarida açiklandigi gibi kömürün termal plastisitesini dogru olarak tahmin etmek imkansizdir.

Dinamik bir viskoelastiklik gözlem aparati, viskozitenin termal plastisite olarak gözlemlendigini kullanan ve rasgele bir kesme hizi ile hangi viskozitenin gözlenebilecegini kullanan bir aparattir. Bu nedenle, gözlem yapilirken bir kesme hizi, bir kok firini içinde kömüre uygulanan degere ayarlanirsa, bir kok firinda termal plastik kömürün viskozitesini gözlemlemek mümkündür. Bununla birlikte, bir kok firinda her bir kömür cinsine uygulanan kesme hizini gözlemlemek ya da tahmin etmek genellikle Kömürün aktif kömür ya da cam boncuklara yapisma özelliginin kömürün termal plastisitesi olarak görüldügü bir yöntem söz konusu oldugunda, kömürün varliginda filtrasyon kosullarinin simülasyonu amaçlanmasina ragmen, bir kok tabakasinin ya da büyük bir kusurun dikkate alinmamasi bir problemdir. Ayrica, bu gözlemde sinirlama sartlari altinda bir eksiklik de bulunmamaktadir.

Patent Literatüre (3) göre geçirgen malzeme kullanan kömürün sisme özelligini test etmek Için bir yöntem söz konusu oldugunda, kömürden üretilen gaz ve sivi malzemenin hareketi dikkate alinmasina ragmen, termal plastik kömürün hareketinin kendisi dikkate alinmadigindan dolayi bir sorun vardir. Bunun nedeni, Patent Literatüründe (3) kullanilan geçirgen malzemenin geçirgenliginin, termal plastik kömürün hareket etmesi için yeterince büyük olmamasidir. Mevcut bulus sahipleri Patent Literatürüne (3) göre testi gerçeklestirdiginde, termal plastik kömürün geçirgen bir malzemeye nüfuz etmemistir. Bu nedenle, termal plastik kömürün geçirgen bir malzemeye nüfuz etmesini saglamak için yeni kosullarin dikkate alinmasi gerekmektedir.

Patent Literatürü (4), ayni zamanda, kömürden üretilen gaz ve sivi malzemenin hareketinin benzer bir sekilde, bir kömür tabakasinin üstünde gövdeye nüfuz eden kanallara sahip bir malzemenin yerlestirilmesi ile dikkate alindigi sisme özelligini test etmek için bir yöntemi de açiklamasina ragmen, sadece bir isitma yöntemi üzerinde bir kisitlama olmakla kalmaz, ayni zamanda bir kok firini içindeki permeasyon olgusunun tahmin edilme kosullari da açik degildir. Dahasi, Patent Literatürün (4), tatminkar kalitede kok üretimine yönelik bir yöntemi açikladigi söylenemez, çünkü permeasyon olgusu ile termal plastik kömürün termal plastik davranisi arasindaki iliski netlestirilmez ve çünkü termal plastik kömürün permeasyon fenomeni ile kokun kalitesi arasindaki iliski hakkinda bir öneri yoktur.

Yukarida açiklandigi gibi, geleneksel yöntemler kullanilarak, kömürün termal plastisitesini ve geçirgenlik meydana geldiginde akiskanlik, viskozite, yapiskanlik, geçirgenlik, sisme orani gibi bir keklestirme katki maddesini ve termal plastik kömürü çevreleyen bir ortami ve bir kok firini içinde bir keklestirme katki maddesini yeterince taklit eden kosullar altinda nüfuz etme durumunda basinci gözlemlemek imkansizdir.

Bu nedenle, mevcut bulusun bir amaci, yukarida açiklanan geleneksel yöntemlerdeki problemleri çözerek, bir kok firini içindeki termal plastik kömürü çevreleyen bir ortami yeterince taklit eden kosullar altinda, kömürün termal plastisitesini gözlemleyerek, kömürün termal plastisitesini daha kesin olarak tahmin etmek için bir yöntem saglamaktir ve tahmin etme yöntemini kullanarak yüksek dayanikliliga sahip kok üretimi için ideal olarak kullanilabilen bir kömür cinsinin kalitesini netlestirerek belirli bir kaliteye sahip bir cinsin kömürünü hazirlamak için bir yöntem saglamaktir.

Yukarida açiklanan problemlerin çözümü için mevcut bulusun özellikleri asagida açiklanacaktir. içermesiyle karakterizedir: kok yapiminda kullanilacak malzeme olarak çoklu kömür cinsleri karistirildiginda, bir ya da daha fazla çesit kömürün belirli bir degere ya da daha az bir permeasyon mesafesine ayarlanmasi, burada permeasyon mesafesi, farkli üretim yerlerinden çok çesitli kömürlerin karistirilmasiyla ya da kömürün oda sicakligina ya da daha yüksek bir sicaklikta bir ya da daha fazla 02, 002 ve H20'dan olusan bir atmosfere yerlestirilmesiyle kömürün nüfuz etme mesafesini azaltan bir islemle ayarlanir, burada permeasyon mesafesinin belirtilen degeri asagidaki (a) ila (d)'den herhangi birini seçerek tanimlanir: (a) belirtilen deger asagidaki esitlikle (1) tanimlanir: Permeasyon mesafesi = 1 . 3 x a x IogMFc (1), burada a, log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan, en az bir kömürün permeasyon mesafesinin ve log MF'in ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ila 1.0 kati olan bir sabittir, burada MFc, hazirlanacak kömürün Gieseler maksimum akiskanligidir (ddpm); (b) belirtilen deger asagidaki esitlikle (2) tanimlanir; Permeasyon mesafesi = a' x logMFc+b (2), burada a`, log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan, en az bir kömürün permeasyon mesafesinin ve log MF'in ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ila 1.0 kati olan bir sabittir, burada b, regresyon hattinin türetilmesi için kullanilan kömür cinslerinden seçilen bir ya da daha fazla çesidin ayni numunesi için birden fazla kez gözlem yapildiginda, bir permeasyon mesafesinin ya da daha fazlasinin standart sapmasinin ortalama degeri ile tanimlanan bir sabittir ve ortalama deger 5 ya da daha azi ile çarpilir, ve burada MFc, hazirlanacak kömürün Gieseler maksimum akiskanligidir (ddpm); (o) bir kömür karisimini olusturan çok sayida kömürün önceden belirlenmesi; ve belirtilen degerin, bu tip kömürlerin permeasyon mesafesinin ortalama degerinin 2 ile çarpilmasiyla ayarlanmasi; (d) permeasyon mesafesinin belirtilen degeri, kömür numunesi, kömürün toz haline getirilmesiyle hazirlandiginda gözlemlenen degere göre 15 mm'dir ve böylece 2 mm ya da daha küçük bir çapa sahip olan parçaciklarin kütle yüzdesi % 100 olarak hesaplanir ve 0.8 gr/cm3'lük bir dolgu kalinliginda toz haline getirilmis bir kömür ile bir tank, 10 mm'lik bir tabaka kalinligina kadar, 3 °C/dakikalik bir isitma hizinda 550 °C'ye isitilir, numunenin üzerine yerlestirilen 2 mm çapa sahip yukaridaki cam boncuklardan bir yük uygulanirken, basinç 50 kPa olur ve termal plastik numunenin cam boncuklara permeasyon mesafesi gözlemlenir, ve burada permeasyon mesafesi, asagidakileri içeren bir yöntemle ölçülür: bir numune hazirlamak için kömür cinsinin bir kaba dolgulanmasi, yukaridan asagiya yüzeye dogru açik delikleri olan bir numunenin hazirlanmasi, numunenin isitilmasi ve erimis numunenin açik deliklerine nüfuz ettigi permeasyon mesafesini ölçmek, burada kömür numunesi, kömür üzerinde sabit bir yük ile isitilir ve malzeme, yukarisindan asagiya dogru açik deliklere sahiptir ya da kömür sabit bir hacim ile isitilir ve malzeme, numunenin yumusamaya, erimeye ya da daha yüksek olmaya basladigi bir sicakliga kadar, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahiptir, böylece numune yukaridan asagiya dogru deliklere sahip malzemeye nüfuz eder ve burada isitma bir inert gaz atmosferinde gerçeklestirilir. cinsinin Gieseler maksimum akiskanligini 100 ddpm ya da daha fazla bir degere ayarlanmasini kapsamaktadir. bir kömürün permeasyon mesafesinin ve log MF ölçülmesiyle elde edilen log MF ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturur. kömürün permeasyon mesafesinin ve log MF ölçülmesiyle elde edilen log MF ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturur. ya da daha yüksek ve 300 °C ya da daha düsük bir uygulama sicakliginda 1 dakika ya da daha fazla ve 120 dakika ya da daha az bir uygulama süresinde gerçeklestirilir. ya da daha yüksek ve 200 °C ya da daha düsük bir uygulama sicakliginda 1 dakika ya da daha fazla ve 30 dakika ya da daha az bir uygulama süresinde gerçeklestirilir.

Mevcut bulusa göre, yüksek dayanikli metalurjik kok üretimi için ideal olarak kullanilabilen kömür, kömürün termal plastisitesinin tahmin edilmesini saglayan gözlenen bir deger kullanilarak, yani, bir termal plastik malzemenin bir permeasyon mesafesinin, bir kok firini içindeki bir plastik tabakayi çevreleyen kusurlu bir yapinin etkisini, özellikle de, bir kok firini içindeki bir termal plastik malzemeyi çevreleyen bir sinirlama kosulunu uygun sekilde simüle eden, plastik tabakanin bitisiginde bir kok tabakasinda bulunan bir çatlagi simüle eden kosul altinda gözlemlenen kusurlu bir yapi kullanilarak hazirlanabilir. yük ile termal plastisitenin gözlemlenmesi için bir aparatin bir örnegini ve yukaridan asagiya dogru açik delikleri olan bir malzemenin bir örnegini gösteren bir sematik diyagramdir. kullanilmak üzere yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip olan bir malzemenin bir örnegini gösteren bir sematik diyagramdir. kullanilmak üzere yukaridan asagi dogru açik deliklere sahip olan bir malzemenin bir örnegini gösteren bir sematik diyagramdir. kullanilmak üzere yukaridan asagi dogru açik dogru deliklere sahip olan bir malzemenin bir örnegini gösteren bir sematik diyagramdir. sonuçlarini gösteren bir grafiktir. maksimum akiskanliginin, bir permeasyon mesafesinin alanina ve (a)'ya karsilik gelen maksimum akiskanliga iliskin konumsal iliskisini gösteren bir grafiktir. maksimum akiskanliginin, bir permeasyon mesafesinin alanina ve (b)'ye karsilik gelen maksimum akiskanliga iliskin konumsal iliskisini gösteren bir grafiktir. plastisitenin gözlemlenmesi için bir aparatin bir örnegini ve yukaridan asagi dogru açik deliklere sahip bir malzemenin bir örnegini gösteren bir sematik diyagramdir.

Genel olarak kok, çesitli kalitedeki çok sayida kömür cinsini harmanlayarak üretilen kömür karisimini karbonize ederek üretilir. Kömür, genellikle her cinsin kalitesinin, bir satin alma sözlesmesi ile belirlenen kalite standardinin kömür madeni bölgesinde ayarlanmasi sagladiktan sonra gönderilir. Kalite, çikarilmis kömürün kalitesi ile sinirlidir ve kömür ayni kömür madeninden çikarilsa bile, kömürün kalitesi çikarma Mevcut bulus sahipleri, yeni bir gözlem yöntemi ile gözlemlenebilen ve termal plastisitenin yeni bir tahmin göstergesi olan bir "permeasyon mesafesinin", kok dayanikliligini kontrol etmek için geleneksel göstergelere göre daha üstün bir gösterge oldugunu bulmuslardir. Daha sonra, yeni bir tahmin metodu kullanilarak tercih edilecegi düsünülen termal plastisiteye sahip bir madeni kömür cinsinin hazirlanmasina yönelik bir yöntem üzerindeki arastirmalarin sonuçlarindan, farkli özelliklere sahip kömür cinslerini birlestirerek ve kömür üzerinde ideal bir islem yaparak, tercih edilen özelliklere sahip kömürün hazirlanmasinin mümkün oldugu ve sonuç olarak, bu bulusun tamamlandigi bulunmustur. "Permeasyon mesafesinin" gözleminin ana hatlari, bundan sonra tarif edilecektir.

Sekil 1, mevcut bulusa göre termal plastisitenin (bir permeasyon mesafesi) gözlemlenmesi için bir aparatin bir örnegini göstermektedir. Sekil 1, bir kömür numunesinin, kömür üzerinde sabit bir yük ile ve yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip bir malzeme ile isitildigi durumda bir aparati göstermektedir. Bir numune (1) kömürün bir tankin (3) tabanina dolgulanmasi ile yapilir ve daha sonra yukaridan asagi dogru açik deliklere sahip bir malzeme (2), numunenin (1) üstüne yerlestirilir. Numune (1), numunenin yumusamaya, erimeye ya da daha yüksek bir sicakliga kadar isitilir, böylece, numune (1) yukaridan asagi dogru açik deliklere sahip malzeme (2) içine nüfuz eder ve sonra permeasyon mesafesi gözlenir. Isitma, inert gaz altinda gerçeklestirilir. Burada bir inert gaz, gözlem yapilan bir araliktaki bir sicaklikta kömür ile reaksiyona girmeyen bir gaz anlamina gelir ve birinert gazin temsili örnekleri arasinda argon gazi, helyum gazi ve azot gazi bulunur. Permeasyon mesafesi, isitmanin, kömürün hacmi ile yapildigi bir kosul altinda ve yukaridan asagiya dogru uzanan açik deliklerin sabit tutuldugu bir malzeme altinda gözlenebilir. Sekil 8, bu durumda termal plastisitenin (bir permeasyon mesafesi) gözlemlenmesi için bir aparatin bir örnegini göstermektedir. sabit bir yük ile uygulandigi durumda, numune (1), sisme ya da büzülme gösterir ve yukaridan asagiya açik deliklere sahip malzeme (2) dikey olarak hareket eder. Bu nedenle, permeasyon meydana geldiginde yukaridan asagiya açik deliklere sahip malzeme (2) boyunca bir sisme oraninin gözlemlenmesi mümkündür. Sekil 1'de gösterildigi gibi, sisme oranini belirlemek için kullanilan bir tespit çubugu (13) yukaridan asagi dogru açik deliklere sahip malzemenin (2) üstüne yerlestirilir, numune üzerinde bir yük uygulamak için bir agirlik (14), sisme oranini belirlemek için kullanilan tespit çubugunun (13) üstüne yerlestirilir, bir yer deplasman sensörü (15), agirligin (14) üstüne yerlestirilir ve daha sonra sisme orani gözlemlenir. Numunenin sisme araligindaki sisme oranini (-100% ila 300%) gözlemleyebilen bir deplasman sensörünün (15) kullanilmasi uygundur. Bir optik deplasman sensörünün kullanilmasi tercih edilir, çünkü temassiz tipte bir deplasman sensörü, bir isitma sisteminin iç kisminin inert bir gaz atmosferinde tutulmasinin gerekli oldugu durum için uygundur Bir azot atmosferinin bir inert gaz atmosferi olarak kullanilmasi tercih edilir.

Malzemenin (2), yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip olmasi durumunda, küresel parçaciklarla dolu bir tabaka vardir, bir plakanin, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip olan malzeme (2) ile sisme oranini belirlemek için kullanilan tespit çubugu (13) arasina yerlestirilmesi tercih edilir, çünkü sisme oranini belirlemek için kullanilan tespit çubugunun (13) parçacik tabakasinda gömülebilme ihtimali vardir.

Numuneye yüklenecek olan yük için, yükün, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip malzemenin üstüne esit olarak uygulanmasi ve malzemenin üst yüzeyine 5 kPa ila 80 kPa arasinda, daha tercih edilen sekliyle 15 kPa ila 55 kPa, en çok tercih edilen sekliyle 25 kPa ila 50 kPa arasinda bir basincin uygulanmasi tercih edilir. Bu basincin, bir kok firini içindeki bir plastik tabakanin sisme basincina dayanarak, gözlem sonuçlarinin tekrarlanabilirligi üzerine yapilan arastirmalarin sonuçlarindan ve çesitli kömür markalari arasindaki farkin tespit gücüne göre ayarlanmasi tercih edilebilir, pratik bir kok firininin sisirme basincindan oldukça yüksek olan 25 kPa ila 50 kPa arasinda bir basincin, bir gözlem kosulu olarak en çok tercih edildigi bulunmustur.

Bir isitma araci olarak, isitmanin, gözlemlenen numunenin sicakligi ile belirli bir isitma hizinda gerçeklestirilebilecegi sekilde bir araç kullanilmasi tercih edilir. Belirli örnekler arasinda bir elektrik firini, elektriksel olarak iletken bir tank ve bir yüksek frekansli indüksiyon ünitesi ve mikrodalga isitma gibi bir dahili isitma sistemini birlestiren bir harici isitma sistemi bulunmaktadir. Bir iç isitma sisteminin uygulandigi durumlarda, numunenin iç kisminda esit bir sicaklik dagilimi elde etmek için bazi cihazlar gereklidir ve örnek olarak, tankin isi yalitim özelliklerini arttirmak için önlemler alinmasi tercih keklestirme katki maddesini simüle etmek için isitma hizinin bir kok firini içindeki kömürün isitma hizina esit olmasi gerekmektedir. Termal plastisite için bir sicaklik araliginda kömür için bir isitma hizi, bir kok firini içindeki bir pozisyona ve çalisma kosullarina bagli olarak degisir ve yaklasik 2 °C/ dak ila 10 °C/ dakika arasindadir, simülasyon isitma hizinin, pratik bir isitma hizinin hemen hemen ortalama degeri olan 2 °C/ dak ila 4 °C/ dak. arasinda, daha tercih edilen sekliyle yaklasik 3 °CI dak olmasi tercih edilir. Bununla birlikte, hafif keklesen ya da hiç keklesmeyen kömür gibi düsük akiskanliga sahip kömür durumunda, 3 °C/ dakikalik bir isitma hizi için permeasyon mesafesinin ve sismenin tespit edilemeyecek kadar küçük olmasi ihtimali vardir. Bir Gieseler plastometresi kullanilarak gözlemlenen kömürün akiskanliginin, yüksek bir isitma hizinda isitma gerçeklestirilmesi ile arttirildigi iyi bilinmektedir. Bu nedenle, örnek olarak, permeasyon mesafesi 1 mm ya da daha az olan kömür durumunda, gözlem, tespit hassasiyetini arttirmak için 10 °C/ dak ila 1000 °C/ dak arasinda oldukça yüksek bir isitma hizinda gözlem gerçeklestirilebilir. isitmanin gerçeklestirilmesi uygundur, çünkü gözlemin amaci kömürün termal plastisitesini ve bir keklestirme katki maddesini tahmin etmektir. Kok yapimi ve bir keklestirme katki maddesi için kömürün termal plastisitesi için sicaklik araligi göz önüne alindiginda, isitmanin belirtilen bir isitma hizinda, tercih edilen sekliyle kömürün termal plastisitesi için bir sicaklik araligi olan 300 °C ila 550 °C arasinda, 0 °C (oda sicakligi) ila 550 °C arasinda bir sicaklikta gerçeklestirilmesi uygundur.

Yukaridan asagiya dogru açik deliklerden geçen bir malzemenin permeabilite katsayisinin önceden gözlemlenmesi ya da hesaplanmasi tercih edilmektedir.

Malzemenin formun örnekleri, parçaciklar ile dolgulanmis bir tabaka ve gövdeden içeri dogru delikleri olan tek gövdeli bir malzemeyi içermektedir. Gövdeden içeri dogru delikleri olan tek gövdeli bir malzemenin örnekleri arasinda, Sekil 2'de gösterildigi gibi, gövde boyunca nüfuz eden dairesel deliklere (16) sahip olan bir malzeme, gövde boyunca nüfuz eden dikdörtgen deliklere sahip bir malzeme ve gövde boyunca nüfuz eden düzensiz sekilli deliklere sahip bir malzeme bulunmaktadir. Parçaciklar ile dolgulanmis tabakanin örnekleri, küresel parçaciklar ile dolgulanmis bir tabakaya ve küresel olmayan parçaciklar ile dolgulanmis birtabakaya kabaca siniflandirilmaktadir.

Küresel parçaciklar ile dolgulanmis tabakanin örnekleri, Sekil 3'te gösterildigi gibi boncuklarin dolgulama parçaciklari (17) ile dolgulanmis olanlari içermekte ve küresel olmayan parçaciklar ile dolgulanmis bir katmanin örnekleri arasinda, Sekil 4'te gösterildigi gibi düzensiz sekilli parçaciklar ile dolgulanmis bir tanesi ve dolgulama silindirleri (18) ile dolgulanmis bir tanesi bulunmaktadir. Bir malzemenin permeabilite katsayisinin, gözlemin tekrarlanabilirligini saglamak için mümkün oldugu kadar muntazam olmasi ve gözlem kolayligi elde etmek için permeabilite katsayisinin hesaplanmasinin kolay olmasi tercih edilmektedir. Bu nedenle, küresel parçaciklar ile dolgulanmis bir tabakanin, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip bir malzeme olarak kullanilmasi tercih edilmektedir. Malzemenin önemsiz bir biçimde deforme olmasi ve kömürün özellikle 600 °C ya da daha düsük termal plastisitesi için bir sicaklik araliginda belirli bir sicaklikta, kömür ile reaksiyona girmemesi kaydiyla, malzemenin, tepeden asagiya dogru deliklere sahip bir malzeme olarak seçilmesi ile ilgili herhangi bir sinirlama yoktur. Ek olarak, erimis kömürün malzemeye nüfuz etmesine izin verecek sekilde malzemenin yüksekliginin yeterince yüksek olmasi tercih edilmekte ve mm ila 20 mm arasinda bir kalinliga sahip bir kömür tabakasinin isitildigi durumda, malzemenin yüksekliginin yaklasik 20 mm ila 100 mm arasinda olmasi uygundur. Üst delikten tabanina dogru deliklere sahip olan bir malzemenin permeabilite katsayisinin, bir kok tabakasinda mevcut olan büyük bir kusurun geçirgenlik katsayisinin tahmini degeri temelinde ayarlanmasi gereklidir. Mevcut bulus sahipleri, büyük bir kusurun konfigürasyon faktörü üzerinde yapilan inceleme ve büyük bir kusurun büyüklügünün tahmin edilmesi dahil olmak üzere, mevcut bulus için permeabilite katsayisinin hangi degerin özellikle tercih edilecegine iliskin arastirmalar durumun ideal oldugunu bulmustur. Bu permeabilite katsayisi, asagida tarif edilen denklem (3) ile ifade edilen Darcy yasasina dayanilarak elde edilmektedir.

Burada AP, asagidan yukariya dogru [Pa] geçis deliklerine sahip bir malzemede basinç kaybini Ifade eder, L malzemenin yüksekligini [m] ifade eder, K permeabilite katsayisini [m'2] ifade eder, u bir sivinin viskozitesini [Pa-s] ifade eder ve u bir sivinin hizini [m/s] ifade eder. Örnek olarak, sabit bir parçacik boyutuna sahip cam boncuklar ile doldurulmus bir tabakanin, yukaridan asagiya dogru açik delikleri olan bir malzeme olarak kullanildigi durumda, yaklasik 0.2 mm ila 3.5 mm, en çok tercih edilen sekliyle 2 mm çapa sahip cam boncuklarin seçilmesi tercih edilir.

Gözlemlemeye yönelik bir numune için kullanilacak olan kömür ve bir keklestirme katki maddesi, önceden toz haline getirilir ve daha sonra belirtilen bir dolgulama yogunlugu ve belirtilen bir kalinliga göre sikistirilir. Toz haline getirilmis parçaciklarin büyüklügü, bir kok firina yüklenecek olan kömürün büyüklügüne esit olacak sekilde ayarlanabilse de (parçaciklarin toplam miktari ile ilgili olarak 3 mm ya da daha küçük bir parçacik boyutuna sahip olan parçaciklarin orani kütle olarak yaklasik % 70 ila % 80 arasindadir) ve toz haline getirilme isleminin, parçaciklarin toplam miktari ile ilgili olarak 3 mm ya da daha az parçacik büyüklügüne sahip parçaciklarin oraninin kütlece özellikle, gözlemin küçük bir aparatta gerçeklestirildigi göz önünde bulundurulmasi ile, sadece 2 mm ya da daha küçük bir parçacik boyutuna sahip parçaciklardan olusan bir toz haline getirilmis malzemenin kullanilmasi tercih edilmektedir. Toz haline getirilmis malzemenin dolgulama yogunlugu, bir kok firini içindeki dolgulama yogunluguna göre 0.7'den 0.9 9/ cm3'e ayarlanabilse de, tekrarlanabilirlik ve tespit gücü üzerine yapilan arastirmalarin sonuçlarindan, toz haline getirilmis malzemenin dolgulama yogunlugunun 0.8 9/ cm3 olarak ayarlanmasinin tercih edildigi bulunmustur. Buna ek olarak, bir dolgulama kalinliginin bir kok firini içindeki bir termal plastik tabakanin kalinligina bagli olarak 5 mm ila 20 mm arasinda olmasina ragmen, tekrarlanabilirlik ve tespit gücünün arastirilmasinin sonuçlarindan, dolgulama kalinliginin 10 mm olarak ayarlanmasinin tercih edildigi bulunmustur.

Yukarida tarif edilen bir permeasyon mesafesinin gözlemlenmesinin temsili kosullari asagidaki gibidir: (1) Kömür ya da bir keklestirme katki maddesi toz haline getirilir, böylece parçaciklarin toplam miktari ile ilgili olarak 2 mm ya da daha küçük bir parçacik boyutuna sahip olan parçaciklarin orani, kütle % 100'dür, daha sonra toz haline getirilmis kömürün ya da 0.8 9/ cm3'lük bir dolgulama yogunlugu ve 10 mm'lik bir kalinliga sahip bir keklestirme katki maddesinin dolgulanmasi ile bir numune hazirlanir, daha sonra (2) 2 mm çapindaki cam boncuklar, bir permeasyon mesafesine ya da daha fazlasina (genellikle 80 mm kalinliga) esit bir kalinliga sahip numunenin üstüne yerlestirildiler, daha sonra (3) numune, cam boncuklarin üstüne uygulanan 50 kPa'lik bir yük ile bir inert gaz atmosferinde 3 °C/ dakikalik bir isitma hizinda oda sicakligindan 550 °C'ye isitilir, ve daha sonra (4) erimis bir numunenin cam boncuklara permeasyon mesafesi gözlemlenir.

Kömürün termal plastik malzemesinin permeasyon mesafesinin ve bir keklestirme katki maddesinin sürekli olarak her zaman gözlemlenmesi aslinda tercih edilmektedir.

Bununla birlikte, sürekli gözlem bir numuneden elde edilen katranin etkisi nedeni ile zordur. Isitma nedeni ile olusan kömürün sisme ve permeasyon olgusu geri dönüsümsüzdür ve sisme ve permeasyon meydana geldiginde, sisme ve permeasyon ile olusan sekiller sogutma yapildiktan sonra bile muhafaza edilmektedir. Bu nedenle, erimis kömürün permeasyonundan sonra bütün tankin sogutulmasi ve sogutma islemi gerçeklestirildikten sonra bir permeasyon mesafesinin gözlemlenmesi ile isitma yapildigi zaman ne kadar erimis kömürün nüfuz ettigini tahmin etmek mümkündür. Örnek olarak, sogutma islemi gerçeklestirildikten sonra tanktan yukaridan asagiya dogru açik delikler içeren bir malzemeyi ekstrakte etmek ve bir verniyer mikrometre ya da bir cetvel kullanarak bir permeasyon mesafesini dogrudan ölçmek mümkündür. Ek olarak, parçaciklarin, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip bir malzeme olarak kullanildigi durumda, parçaciklar arasindaki gözeneklere nüfuz eden bir termal plastik malzeme, nüfuz edilen kisimdaki tüm parçaciklari birbirine yapistirir. Bu nedenle, birbirine yapisan parçaciklarin kütlesi, parçaciklar ile doldurulmus tabakanin orjinal kütlesi ile permeasyon tamamlandiktan sonra birbirine yapismayan parçaciklar arasinda bir fark olarak türetilebilir, daha sonra kütle ile parçaciklarla dolu bir tabakanin yüksekligi arasindaki iliski önceden elde edilir ise, bir permeasyon mesafesi, birbirine yapisan parçaciklarin kütlesinden hesaplanabilir.

Yukarida tarif edilen bir permeasyon mesafesinin avantaji, sadece bir kok firinindaki kosullarin simüle edildigi gözlemleme yöntemine dayanarak prensipte varsayilmamakta, ancak ayni zamanda kok dayanikliligi üzerindeki bir permeasyon mesafesinin etkisine iliskin arastirma sonuçlariyla da açikliga kavusturulmustur.

Aslinda, mevcut bulusa göre tahmin yöntemini kullanarak, yaklasik olarak esit logMF degerlerine sahip kömür cinsleri (Gieseler maksimum akiskanliginin ortak logaritmasi) arasinda bir permeasyon mesafesinde bir farklilik oldugu açikliga kavusturulmustur ve koklarin farkli permeasyon mesafelerine sahip kömür cinslerinin karistirilmasi ile üretildigi durumlarda, kok dayanikliligi üzerinde farkli permeasyon mesafelerinin etkisi oldugu teyit edilmistir.

Daha yüksek akiskanliga sahip kömürün, geleneksel bir Gieseler plastometresi kullanilarak gözlemlenen termal plastisite tahminine bagli olarak, kömür parçaciklarinin birbirine yapismasi için daha etkili oldugu düsünülmüstür. Diger bir yandan, permeasyon mesafesi ile kok dayanikliligi arasindaki iliski üzerine yapilan arastirmalarin sonuçlarina göre, asiri büyük bir permeasyon mesafesine sahip olan kömürün karistirildigi durumunda, kok dayanikliligi bir kömür karisiminin ortalama degerine bagli olarak beklenenden daha düsük oldugu bulunmustur, çünkü kok yapimi gerçeklestirildigi zaman büyük kusurlar ve ince gözenekli duvarlardan olusan bir yapi olusmaktadir. Bunun, asiri büyük bir permeasyon mesafesine sahip olan kömür parçaciklarinin, parçaciklarin kendilerinin çevreleyen kömür parçaciklarina önemli ölçüde nüfuz ederek var olduklari yerde büyük gözenekler birakmasi nedeni ile oldugu varsayilmaktadir. Özellikle, kömürün permeasyon mesafesine bagli olarak degisen bir Gieseler plastometresi kullanilarak termal plastisite tahminine bagli olarak yüksek akiskanliga sahip kömürün biraktigi kok içindeki kusur miktarinin oldugu bulunmustur.

Bu iliski, bir keklestirme katki maddesi için benzer sekilde bulunmustur.

Mevcut bulus sahipleri tarafindan yapilan gayretli arastirmalarin sonuçlarindan, kömürün ve keklestirme katki maddesinin kok yapimi için bir malzemede karistirildigi zaman, kömürün ve bir keklestirme katki maddesinin permeasyon mesafesinin araliklarinin kok dayanikliliginda bir azalmaya neden oldugu, asagida tarif edildigi gibi (a)'dan (d)'ye kadar olan 4 durumda belirtildigi bulunmustur. (a) Bir permeasyon mesafesi araligi asagidaki denklem tarafindan belirtilecektir.

Permeasyon mesafesi > 1 . 3 x a x IogMFc, Burada a, 0.7 ya da daha fazla ve 1.0 ya da daha düsük araliginda bir deger ile çarpilan logMF katsayisi tarafindan tanimlanan bir sabittir, bir ya da daha fazla türdeki kömürün ve IogMF'sinin 2.5'ten daha az oldugu bir keklestirme katki maddesinin permeasyon mesafesinin ve IogMF'sinin gözlemlenen degerlerine iliskin orijin üzerinde bir kesisme noktasina sahip bir regresyon çizgisi çizildiginde ve MFC, permeasyon mesafesi tahmin edilecek olan kömürün Gieseler maksimum akiskanligidir (ddpm). (b) Bir permeasyon mesafesi araligi asagidaki denklem tarafindan belirtilecektir.

Permeasyon mesafesi > a' x logMFc+b, burada a', 0.7 ya da daha fazla ve 1.0 ya da daha düsük araliginda bir deger ile çarpilan bir Gieseler maksimum akiskanlik logMF'sinin ortak logaritmasinin katsayisi tarafindan tanimlanan bir sabittir, bir ya da daha fazla türdeki kömürün ve IogMF'sinin 2.5'ten daha az oldugu bir keklestirme katki maddesinin permeasyon mesafesinin ve logMF'sinin gözlemlenen degerlerine iliskin orijin üzerinde bir kesisme noktasina sahip bir regresyon çizgisi çizildiginde ve burada b, bir permeasyon mesafesinin ya da daha fazlasinin standart sapmasinin ortalama degeri ve 5 ya da daha az ile çarpilan ortalama deger ile tanimlanan bir sabittir, gözlem, regresyon çizgisinin türetilmesi için kullanilan kömür cinslerinden seçilen bir ya da daha fazla türün ayni numunesi için çogul kez gerçeklestirildiginde ve burada MFC, permeasyon mesafesi tahmin edilecek olan kömürün Gieseler maksimum akiskanligidir (ddpm). (c) Kok yapimi için kullanilacak kömür cinslerinin önceden belirlenebilecegi durumlarda, bir permeasyon mesafesi, 2 ile çarpilan bir kömür karisiminda yer alan kömür cinslerinin basit bir ortalama degerinden daha fazla olacak sekilde ayarlanmistir. (d) Bir permeasyon mesafesi, gözlemlenen permeasyon mesafesi açisindan 15 mm'den daha fazla olacak sekilde, kömürün 2 mm ya da daha küçük bir parçacik boyutuna ögütülmesi ile ve toz haline getirilmis kömürün 0.8 g/cm3 bir dolgulama yogunluguna ve 10 mm bir kalinligina sahip bir kaba dolgulanmasi ile, daha sonra gövdeden geçen deliklere sahip bir malzeme olarak 2 mm çapinda cam boncuklar kullanarak, daha sonra numuneyi, uygulanan 50 kPa'lik bir yük ile 550 °C'Iik bir sicakliga kadar 3 °C/ dakikalik bir isitma hizinda isitarak ve daha sonra bir termal plastik numunenin cam boncuklar içine permeasyon mesafesinin gözlemlenmesi ile bir numune olusturarak ayarlanmaktadir.

Burada, kontrol degerinin tespit edilmesi için (a) ila (d) arasinda olan yöntemlerin 4 çesidinin yukarida anlatilmis olmasinin nedeni, bir permeasyon mesafesinin, bir yük, bir isitma orani, gövdeye dogru geçis delikleri ve bir aparatin konfigürasyonuna sahip bir malzeme türü gibi ayarlanmis gözlem kosullarina bagli olarak degistigi ve kontrol degerinin belirlenmesi için (a)'dan (c)'ye kadar olan yöntemlerin, mevcut bulusa göre olanlardan farkli kosullarin oldugu durumlar göz önüne alindiginda, arastirmalarin sonuçlarindan etkili oldugu bulunmustur.

Ek olarak, (a) ve (b)'ye göre olan araligin belirlenmesinde kullanilan sabitler a ve a', logMF katsayisi ile 0.7 ile 1.0 araliginda bir deger ile çarpilir, orijin üzerinde bir kesisme noktasina sahip bir regresyon çizgisi, IogMF'si 2.5'ten daha az olan bir ya da daha fazla türdeki kömürün permeasyon mesafesi ve logMF degerleri için çizilir. Bunun nedeni, logMF araligin içinde 2.5'in altinda olmasina ragmen, maksimum akiskanlik ile kömürün permeasyon mesafesi arasinda hemen hemen pozitif bir korelasyon vardir, dayaniklilik bir azalmasina neden olan kömür cinsi durumunda, bir permeasyon mesafesi bu korelasyondan olumlu bir biçimde önemli ölçüde sapmaktadir. Mevcut bulus sahipleri, gayretli arastirmalarin sonuçlarindan, yukarida tarif edilen regresyon denklemini kullanarak kömür cinsinin logMF'sine göre belirlenen permeasyon mesafesinin 1.3 kat ya da daha fazlasina karsilik gelen bir kömür cinsinin, dayaniklilikta bir azalmaya neden olan bir kömür cinsi oldugunu bulmustur ve araligi (a)'ya göre belirlemeye karar vermistir. Ek olarak, mevcut bulus sahipleri, gözlemin ayni numune için çogul kez gerçeklestirildigi zaman elde edilen standart sapmanin 1 ila 5 katinin ilave edilmesi ile belirlenen degerinden daha fazla bir permeasyon mesafesi araligina karsilik gelen bir kömür cinsinin bulundugunu bulmuslardir.

Yukarida tarif edilen regresyon denklemi, dayanikliliginda bir azalmaya neden olan bir kömür cinsidir ve bir gözlem hatasinin ötesinde korelasyon denkleminden pozitif olarak bir sapma gösteren bir kömür cinsini tespit etmek için (b)'de tarif edildigi gibi araligi belirlemeye karar vermistir. Bu nedenle, gözlemin ayni numune için çogul kez gerçeklestirildigi zaman elde edilen standart sapmanin 1 ila 5 kati degerinin, sabit b olarak kullanilmasi ve b'nin mevcut bulusa göre gözlem kosullari altinda yaklasik 0.6 mm ile 3.0 mm arasinda olmasi uygun olur. Burada, her iki denklem de bir permeasyon mesafesinin araligini belirler, buna karsilik gelen bir kömür, kömürün IogMF degerine bagli olarak, dayanikliliginda bir azalmaya neden olur. Çünkü genel olarak, bir permeasyon mesafesi daha büyük bir MF için daha büyük oldugundan, bir permeasyon mesafesinin bu korelasyondan ne kadar uzaklastigi önemlidir. Bu arada, iyi bilinen bir en küçük kareler yöntemi ile dogrusal regresyon için bir yöntem, bir regresyon çizgisi olusturmak için kullanilabilir. Kömür cinslerinin sayisinin mümkün oldugu kadar büyük olmasi tercih edilir, çünkü sayi ne kadar fazla olursa, hata o kadar az olur. Özellikle, bir regresyon çizgisinin logMF araligi içinde 1.75'ten fazla ve 2.50'den daha az olan bir ya da daha fazla kömür cinsinin kullanilmasi ile elde edilebilecegi söylenebilir, çünkü küçük bir MF'nin bir kömür cinsi için bir permeasyon mesafesini küçüktür, bu da hata yapma egiliminin artmasina neden olur. a, a' ve b'nin araliklarinin belirtilmesinin nedeni, bu degerleri daha küçük yaparak ve degerlerin operasyonel gereksinime uygun olarak ayarlanabilmesi nedeni ile, dayaniklilikta bir azalmaya neden olan bir kömürün kesinlikle tespit edilebilmesidir.

Bununla birlikte, eger bu degerler çok küçük ise, çok fazla kömür çesidinin kok dayanikliligi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip oldugu tahmin edildiginden dolayi ve dayanikliliginda azalmaya yol açmayan kömür, dayaniklilik azalmasina neden olan kömür ile karistirilmasindan dolayi problemler yasanmaktadir. Bu nedenle, (a) ve (a')'nin bir regresyon çizgisinin egimi olarak ayarlanmalidir, 0.7 ya da daha fazla ve 1.0 ya da daha düsük bir araliktaki bir çarpim ile çarpilan bir regresyon çizgisinin bir egimi olarak ayarlanmasi tercih edilmekte ve b, gözlemin ayni numune için çogul kez gerçeklestirildigi zaman elde edilen standart sapmanin 1 ila 5 kat arasinda olacak sekilde ayarlanmalidir.

Yukarida tarif edilen (a) ila (d) arasindaki araliga karsilik gelen bir permeasyon mesafesine sahip olan kömürün, ortak bir islemde kok (kok yapimi için kömür) için malzeme kömürü olarak kullanildigi durumda, büyük kusurlar kalmistir ve kok yapimi gerçeklestigi zaman ince gözenekli duvarlardan olusan bir yapi olusmakta, bu da kok dayanikliliginda bir azalmaya neden olmaktadir. Bu nedenle, tek tek kömür cinslerini hazirlanmak için kok dayanikliliginin elde edilmesi için bir yöntem olarak basit ve etkilidir, böylece kömür cinslerinin permeasyon mesafesi mümkün oldugunca küçüktür ve mümkün oldugu kadar çok miktarda bu tür kömür cinsi kullanilabilir.

Yukarida tarif edilen tercih edilen bir özelligi olan tek bir cinsin kok yapimi için kömürün hazirlanmasi için yöntemler arasinda, farkli permeasyon mesafelerine sahip olan çok sayida kömürün karistirilmasi en kolay olanidir. Mevcut bulus sahipleri, farkli niteliklere sahip olan çok sayida kömürün karistirilmasi durumunda, bir permeasyon mesafesine iliskin arastirmalarin sonuçlarindan, kömürün karistirilma oranlari ile agirliklandirilmis kömürün permeasyon mesafelerinin ortalama degeri, kömür karisiminin permeasyon mesafesinin gözlemlenen degerine neredeyse esit oldugunu ve kok yapimi için kömürün permeasyon mesafesinin ayarlanmasi için bir yöntem tamamlandigini bulmuslardir. Bununla birlikte, kömür karisiminin permeasyon mesafesinin en sonunda gözlemlenen deger ile belirlenmesi tercih edilmektedir, çünkü agirlikli ortalama degerler ve gözlemlenen degerler arasinda kaçinilmaz degiskenlik vardir ve gözlemlenen permeasyon mesafesinin mevcut bulusa göre uygun aralikta olmamasi durumunda, daha az permeasyon mesafesine sahip olan bir kömür cinsinin daha fazla ilave edilmesi ile ya da mümkünse, büyük bir permeasyon mesafesine sahip olan bir kömür cinsinin karistirilma oraninin düsürülmesi ile permeasyon mesafesinin kontrol edilmesi kabul edilebilir.

Buna ek olarak, kömürün permeasyon mesafesi ayrica kömürün havada isitilmasi ile ya da kömürün uzun bir süre oda sicakliginda birakilmasi ile azaltilabilir ve ayarlanabilir. Bu tür bir islem, kömürün oksidasyonu ya da hava kosullarina maruz kalmasi olarak adlandirilmakta, burada kok yapimi için kömürün permeasyon mesafesi, bir sicaklik, bir islem süresi ve bir oksijen içerigi gibi oksidasyon kosullarinin kontrol edilmesi yoluyla bir oksidasyon derecesinin degistirilmesi ile azaltilabilir.

Simdiye kadar, kömürün oksidasyonunun, keklestirme özelliklerinde bir azalmaya neden olan istenmeyen bir olay oldugu anlasilmissa da, mevcut bulusun büyük bir avantaji, yeni bir özellik olan bir permeasyon mesafesi kullanilarak ve oksidasyon derecesini kontrol ederek kömürün kalitesini iyilestirmek için tercih edilen bir oksidasyon derecesine karar verilmesinin mümkün oldugu bulunmustur. Ek olarak, bir permeasyon mesafesinin, oksijen yoklugunda bile 250 °C ya da daha yüksek bir sicaklikta bir isitma islemi ile azaltilabilecegi bulunmustur.

Genel olarak, kömürün hava kosullarinin bir ilerleme oraninin, bir oksijen içerigine, bir basinca (atmosferik basinç), bir sicakliga, kömürün parçacik büyüklügüne, kömürün su içerigine ve benzeri gibilerine bagli oldugu bilinmektedir. Yukarida tarif edilen hava kosullarina iliskin faktörlerinin, permeasyon mesafesi ve maksimum akiskanlik degerlerini kontrol etmek için kömürün havalandirildigi zaman gerektigi gibi kontrol edilmesi uygundur.

Mevcut bulus sahipleri, yukarida tarif edilen hava kosullarina iliskin faktörleri degistirerek kömürün hava kosullarina maruz kaldigi deneyleri gerçeklestirmis ve bir permeasyon mesafesinin ve maksimum akiskanligin azalan oranlarinin hava kosullarina bagli oldugunu bulmustur. Bunun için özel yöntem bundan sonra tarif edilecektir.

Hava sartlarina maruz kalindigi bir atmosferin oksitleyici bir atmosfer olmasi gerekmektedir. Burada, oksitleyici bir atmosfer, oksijeni ve oksidasyonun ayrisma yetenegine sahip olan bir malzeme ya da bir oksijen içeren bir atmosferi ifade etmektedir. Bu tür kosullarin sayisiz örnekleri olmasina ragmen, 02, COz ve H20 içeren bir gaz atmosferi tercih edilmektedir. Bir gaz atmosferi kullanarak, oksitleyici bir gazin ve bir basincin bir içerigini kontrol ederek oksitleyici gücü ayarlamak kolaydir ve istege bagli olarak bir islem süresini ayarlamak mümkündür, çünkü oksitleme isleminin ilerleyisi, islem gerçeklestirildikten sonra atmosferi inert gaz ile degistirerek gecikme olmadan durdurulabilir. Burada, oksitleyici gaz içerigi ne kadar yüksekse ve basinç ne kadar yüksek olursa, hava kosullarinin ilerleme orani 0 kadar yüksektir. Diger bir yandan, oksitleyici bir sivi atmosferi, hava kosullarinin ilerlemesinin kontrol edilmesi açisindan tercih edilmemektedir, çünkü bir hava kosullarina bagli islem gerçeklestirildikten hemen sonra siviyi kömürden ve bir keklestirme katki maddesinden ayirmak zordur.

Ek olarak, en düsük maliyetle, en kolay ve en büyük miktarda elde edilebilen oksitleyici bir atmosfer, yeryüzü atmosferinde havadir. Bu nedenle, büyük miktarda endüstriyel bir islemin istendigi durumda, oksitleyici bir atmosfer olarak, topragin atmosferinde hava kullanilmasi tercih edilir.

Bir hava kosullandirma islemi, hava kosullandirma olayinin, kömürün yumusama ve erimeye basladigi bir sicakligin hemen altindaki bir sicakliga ulastigi oda sicakligindan bir aralikta herhangi bir sicaklikta gerçeklestirilebilir. Gerekli bir isleme süresi, daha yüksek bir islem sicakliginda daha kisadir, çünkü hava kosullarinin ilerleme orani daha yüksek bir sicaklikta daha büyüktür. Mevcut bulus sahipleri, havaya maruz kalmis kömürün özelligi üzerindeki bir islem sicakliginin etkisi ile ilgili arastirmalarin sonuçlarindan, havaya maruz kalmis kömürün permeasyon mesafesinin, maksimum akiskanlik oraninin azalan oranina oraninin, daha yüksek islem sicakligi için daha büyük oldugunu bulmustur. Bir baska deyisle, daha yüksek hava kosullarina maruz kalma sicakligi için, mümkün oldugunca bastirilmis maksimum akiskanliktaki düsüs ile birlikte, hava kosullarina maruz kalmis kömürün permeasyon mesafesini tercih edilen sekliyle azaltmasi daha mümkün olmaktadir. Bu nedenle, yüksek sicaklik ve kisa sürenin, bir islem sicakligi ve bir islem süresi üzerinde tercih edilen kosullar kadar etkili oldugu bulunmustur.

Diger bir taraftan, kömürün hizli sekilde havalandirildigi durumlarda, oksidatif isi üretimi nedeni ile kendiliginden yanma olasiligi oldugu için sulama gibi kendiliginden yanmayi önlemek için önlem almanin gerekliligi vardir. Ek olarak, eger bir islem sicakligi çok yüksek ise, hava sartlarina maruz kaldiktan sonra özellikleri kontrol etmek zordur, çünkü hava sartlarinin ilerleme orani çok büyüktür. Bundan baska, kömür yaklasik 300 °C ya da daha yüksek bir sicaklikta piroliz nedeni ile uçucu madde yaymaya basladiginda, kömürün termal plastisitesi degismektedir. Buna ek olarak, uçucu maddenin yayildigi bir sicaklik araligindaki bir hava kosullandirma islemi gerçeklestirildiginde, gazin oksitleyici bir atmosferde isitildigi bir kosul altinda yanici gaz bulunmakta ve bu da patlama tehlikesi ile sonuçlanmaktadir.

Yukarida tarif edilen sebepten dolayi, ayrismanin gerçeklestirildigi bir islem sicakliginin 100 °C ya da daha yüksek ve 300 °C ya da daha düsük olacak sekilde ayarlanmasi ve bir islem süresinin 1 dakika ya da daha fazla ve 120 dakika ya da daha az olacak sekilde ayarlanmasi tercih edilmektedir. Ayrismanin gerçeklestirildigi bir islem sicakliginin 180 °C ya da daha yüksek ve 220 °C ya da daha düsük olacak sekilde ayarlanmasi ve bir islem süresinin 1 dakika ya da daha fazla ve 30 dakika ya da daha az olacak sekilde ayarlanmasi en tercih edilen durumdur.

Bu arada, tek bir cinsin kok yapimi için kömür, bir kok yapim fabrikasinda kömür alindigi zaman tek bir lot olarak kabul edilen kok yapimi için bir kömür birimi olarak tanimlanmaktadir. Kömürün tek bir lot olarak tanimlanmasi, lottan numune alinmasi ile elde edilen temsili analiz edilmis degerleri ile kömürün bir kömür alaninda tek bir lot olarak biriktirilmesi, kömürün ayni kömür hunisine yerlestirilmesi ve bir satin alma sözlesmesinde tek bir lot ya da tek bir cins adi olarak islenmesi ile tüm Iotun özelliklerini ifade etmeyi içermektedir. Bu nedenle, mevcut bulusa göre kok yapimi için kömür hazirlandiginda, kömürden önceki bir asamada karistirilan kömür karisiminin bir kok yapim fabrikasinda alinmasi, tek bir cins olarak tanimlanirken, kömür üretiminden sonra kömürün karistirilmasi gibi bir islem bir kok yapim fabrikasinda alinirken, bu tanimlamaya dahil edilmemistir.

Yukarida açiklandigi gibi, kok yapiminda bir malzeme olarak ideal olarak kullanilabilen bir çok kömür kalitesi açikliga kavusturulmus ve bu tür kömürün hazirlanmasi mevcut bulus ile mümkün kilinmistir. Mevcut bulusa göre olan yöntem kullanilarak hazirlanan bir materyal kullanilarak yüksek kalitede kok üretilebilmektedir. 8 çesit kömürün permeasyon mesafeleri ve bir çesit keklestirme katki maddesi gözlemlenmistir. Kullanilan kömür ve keklestirme katki maddesinin özellikleri Tablo 1'de verilmistir. Burada, Ro, JIS M 8816'ya göre bir vitrinit ortalama kömürün maksimum yansima degerini ifade etmekte, logMF, bir Gieseler plastometre yöntemi kullanilarak gözlemlenen Gieseler maksimum akiskanliginin ortak bir Iogaritmasini ifade etmekte ve uçucu madde (VM) ve Kül, JIS M 8812'ye göre en yakin analiz için yöntemler kullanilarak degerler gözlemlenmistir.

Kömür -Ro [%1 IogM F [log ddpm] VM [% kütle] Kül [% kütle] Permeasyon mesafesi [mm] Keklesme - 4.8 ya da daha fazla - 1'den az 65.0 maddesi 8 Bir permeasyon mesafesi, Sekil 1'de gösterilen aparat kullanilarak gözlemlenmistir. Bir isitma yöntemi olarak yüksek frekansli indüksiyonlu isitma yöntemi uygulandigi için, Sekil 1'deki bir isitma ünitesi (8), yüksek frekansli indüksiyonlu isitma bobinidir ve bir dielektrik malzeme olan grafit, bir tankin (3) malzemesi olarak kullanilmistir. Tankin çapi, 18 mm idi ve tankin yüksekligi, 37 mm idi ve cam boncuklar, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip bir malzeme olarak kullanilmistir. 2 mm ya da daha az bir parçacik boyutu toz haline getirilmis 2.04 g'lik bir kömür numunesi, daha sonra oda sicakliginda vakumla kurutulmus, tankin (3) içine yüklenmistir ve bir numune 1'e, kömür numunesinin üstüne, 200 g'lik bir agirligin 5 kez 20 mm'lik bir düsme yüksekligi ile birakildigi bir dolgulama yöntemi ile yapilmistir (numunenin kalinligi, bu asamada mm olmustur). Daha sonra, numunenin (1) üstünde 25 mm kalinliginda 2 mm çapinda cam boncuklar bulunur. 17 mm çapa ve 5 mm kalinliga sahip bir sillimanit disk, cam boncuklar ile doldurulmus bir tabakanin üstüne yerlestirilmistir, daha sonra sisme oranini belirlemek için kullanilan bir tespit çubugu (13) olarak diske bir kuvars çubugu yerlestirilmis, daha sonra, ayrica kuvars çubuguna 1.3 kg'lik bir agirlik (14) yerlestirilmis, bu da sillimanit diskine uygulanan bir yükün 50 kPa oldugu anlamina gelmektedir. Azot gazi inert gaz olarak kullanilmis ve numune, 3 °C/ dakikalik bir isitma hizinda 50 °C'Iik bir sicakliga kadar isitilmistir. Isitma gerçeklestirildikten sonra, sogutma bir azot atmosferinde gerçeklestirilmis, termal plastik kömürüne yapismayan cam boncuklarin kütlesi gözlemlenmistir. Burada, yukarida tarif edilen gözlemleme kosullari, mevcut bulus sahipleri tarafindan, bir permeasyon mesafesinin tercih edilen gözlemleme kosullari olarak kararlastirilmasina ragmen, bir permeasyon mesafesinin gözlemleme yönteminin, mutlaka bu yöntem ile sinirli olmasi gerekmez.

Bu arada, cam boncuklarin, cam boncuklar ile doldurulmus tabakanin kalinliginin bir permeasyon mesafesinden daha fazla olacagi sekilde yerlestirilmesi uygundur.

Gözlem yapildiginda erimis bir malzemenin cam boncuk tabakasinin üstüne kadar çikmasi durumunda, gözlem, artan miktarda cam boncuk ile tekrarlamaktadir. Mevcut bulus sahipleri, eger bir cam boncuk tabakasinin kalinliginin permeasyon mesafesinden daha fazla ise, ayni tipteki numunelerin permeasyon mesafelerinin ayni oldugunu dogrulamistir. Permeasyon mesafesinin kömürünkinden daha büyük oldugu bir keklestirme katki maddesi için gözlem gerçeklestirildigi zaman, gözlem, daha büyük bir tank kullanilarak ve daha fazla miktarda cam boncuk kullanilarak gerçeklestirilmistir.

Bir permeasyon mesafesi, birbirine yapismis olan boncuk tabakasinin dolu bir asamasinda bir yükseklik ile tarif edilmistir. Dolgulanmis bir asamadaki yükseklik ile parçaciklar ile dolu bir tabakanin kütlesi arasindaki iliski, termal plastik kömürün yapistirildigi cam boncuklarin kütlesinden cam boncuk tabakasinin dolgulanmis bir asamasinda yüksekligi elde etmek için önceden elde edilmistir. Bunun sonucu denklemdir (4) ve bir permeasyon mesafesi denklem (4) kullanilarak elde edilmistir.

L bir permeasyon mesafesini [mm] ifade etmekte, G dolgulanmis cam boncuklarin kütlesini [g] ifade etmekte, M birbirine yapismayan cam boncuklarin kütlesini [g] ifade etmekte ve H mevcut deneysel aparata [mm/ 9] doldurulmus olan cam boncuklarin birim agirligi basina dolgulanmis bir asamadaki yüksekligi ifade etmektedir.

Sekil 5, bir permeasyon mesafesinin gözlem sonuçlari ile Gieseler maksimum akiskanliginin (Maksimum Akiskanlik: MF) ortak logaritmasi (IogMF) arasindaki iliskiyi göstermektedir. Bir permeasyon mesafesi ve maksimum akiskanlik arasindaki korelasyon Sekil 5'de görülse de, ayni MF için bir permeasyon mesafesi degerleri arasinda bir fark vardir. Örnek olarak, mevcut aparat kullanilarak bir permeasyon mesafesinin ölçüm hatasi üzerinde yapilan arastirmalarin sonuçlari dikkate alindiginda, testlerin ayni kosullar altinda üç kez gerçeklestirildigi zaman elde edilen standart sapmanin 0.6 oldugu görülmüs, neredeyse esit maksimum akiskanliga sahip olan kömür A ve kömür C arasindaki bir permeasyon mesafesinde önemli bir fark oldugu kabul edilmistir.

Yukarida tarif edilen (a) ila (d)'ye karsilik gelen kömür ve kok dayanikliligi arasindaki iliskiyi arastirmak için, (a) ila (d)' den herhangi birine karsilik gelmeyen % 20 kütle A kömürü içeren bir kömür karisimi ve (a) ila (d)'nin bir kismina karsilik gelen % 20 kütle F kömürü içeren kömür karisimi yapilmis ve karbonize edilmistir ve daha sonra elde edilen kokun dayanikliligi gözlemlenmistir. Karistirma kompozisyonlari Tablo 2'de verilmistir.

Kömür Karistirma Orani (%) Kömür karisimi a Kömür karisimi f Kömür A 20 0 Kömür B 14 13 Kömür F 0 20 Kömür H 19 20 Kömür J 13 20 Kömür N 11 7 Kömür O 8 9 Kömür R 78.8 55.9 50.3 Burada, karistirilmis kömürtürlerinin permeasyon mesafelerinin basit ortalama degeri 7.4 mm idi ve kömür F'nin permeasyon mesafesi 19.5 mm, yani ortalama degerin 2 kati ya da daha fazla ortalama degerdir, yani kömür F (c)'ye karsilik gelmektedir.

Bununla beraber, kömür F ayni zamanda (d)'ye karsilik gelmekte, çünkü kömür F'nin permeasyon mesafesi 15 mm'den fazladir.

Bununla beraber, denklem (1) ve (2)'de bulunan a ve a' sabitleri, regresyon çizgisinin egimine esit olan, kömürün maksimum akiskanligi ve bir permeasyon mesafesi degerleri için IogMF degeri, A ile R arasinda kömürün 25'inden az oldugu için 2.82 olarak belirlenmistir. Denklemdeki (2) sabit b, mevcut bulusun örnekleri için gözlem kosullari altinda elde edilen standart sapma 0.6'nin 5 kati olan 3.0 olarak belirlenmistir.

Sekil 6 ve 7, sirasiyla, mevcut örnekte kullanilan (a) ve (b)'ye karsilik gelen alana, permeasyon mesafesinin ve keklestirme katki maddesinin maksimum akiskanliginin konumsal iliskilerini göstermektedir. Sekil 6 ve 7'de gösterildigi gibi, kömür F, (a) ve (b)'ye göre olan alanin her ikisine karsilik gelmektedir. Aksine, A kömürü (a) ile (d) arasindaki herhangi birine karsilik gelmez.

Geleneksel kömür karistirma teorisinde, kok dayanikliliginin esas olarak bir vitrinit ortalama maksimum yansima (Ro) ve bir Gieseler maksimum akiskanliginin (IogMF) logaritmasi ile belirlendigi düsünülmüstür (örnek olarak Patent Disi Edebiyat 2'ye bakiniz). Bu nedenle, kömür karisimlari çesitli kömür türlerinin karistirilmasi ile elde edilmistir, böylece Ro'nun ortalama agirlikli ortalama degeri ve her çesit kömür karisiminin IogMF'nin agirlikli ortalama degeri sirasiyla esitti (R0 = 0.98, IogMF = 2.3).

Burada, 2 çesit kömür karisimi (kömür karisimlari a ve f), kömürün % 100 kütlesinin parçacik büyüklügünün 3 mm'den az olacak sekilde toz haline getirilmis kömür kullanilarak yapilmistir. Her türlü kömür karisiminin su içerigi % 8 kütleye ayarlanmistir. Kömür karisiminin 16 kg'i, 750 kg/ m3'lük bir yigin yogunluguna sahip olacak sekilde bir karbonizasyon kabi içine sikistirilmis, daha sonra sikistirilmis kömür karisimi, 6 saat boyunca 1050 °C olan duvar sicakliginda bir elektrikli firin içinde dolgulanmis kömürün üstüne yerlestirilen 10 kg'lik bir agirlikla isitilmis, daha sonra firindan çikarilmis, daha sonra azot atmosferinde sogutulmus ve kok elde edilmistir.

Elde edilen kokun dayanikliligi, JlS K 2151'e göre tambur dayanikliliginin test edilmesi için bir yöntem esas alinarak, tambur dönüsünden sonra 15 mm ya da daha fazla parçacik büyüklügüne sahip olan parçaciklarin kütlesinin bir orani olarak elde edilen bir tambur dayanikliligi Dl150/ 15 olarak, dönme isleminden önce 50 dönüs için 15 rpm'lik bir dönme hizinda gerçeklestirilmistir.

Kömür karisimlari a ve f'den elde edilen 2 çesit kok kömürünün tambur dayanikliliginin gözlem sonuçlari Tablo 2'de verilmistir. CSR (ISO 18894'e göre COz'de reaksiyon sonrasi kok dayanikliligi) ve mikro dayaniklilik (MSI+ 65) ayrica gözlemlenmistir. (a) ila (d)'nin bir kismina karsilik gelen kömür F ihtiva eden kömür karisiminin (f), (a) ila (d)'den hiçbirine karsilik gelmeyen kömür A'yi ihtiva eden kömür karisimina karsi dayanikliligindan daha düsük oldugu teyit edilmistir. Bu nedenle, mevcut bulus tarafindan gözlemlenen bir permeasyon mesafesinin degerinin, dayanikliliga etki eden ve geleneksel faktörler kullanilarak açiklanamayan birfaktör oldugu dogrulanmistir.

Bir permeasyon mesafesi kullanilarak kömür tahmininin etkinligi yukarida açiklandigi gibi teyit edildiginden, istenen permeasyon mesafesine sahip kok yapimina yönelik kömürün hazirlanmasi için bir yöntem arastirilmistir. Kömür madeninin 5 çesit kömür yatagindan elde edilen kömürün permeasyon mesafesinin gözlemlenen degerleri, 10.3 olusan bir karisimin (kok yapimi 8 için kömür) permeasyon mesafesinin gözlemlenen degeri, 17.9 mm idi ve bu da 17,3 mm'lik 5 degerin hesaplanan ortalama degerine neredeyse esitti. 5 çesit kömürün farkli miktarlarindan olusan bir karisimin (kok yapimi T için kömür) permeasyon mesafesinin gözlemlenen degeri, permeasyon mesafesinin agirlikli ortalama degeri 13.8 mm iken, 13,1 mm olarak hesaplanmis degere neredeyse esittir. Kok yapimi 8 için kömürün logMF'si 4.4'tür ve kok yapiminda T için kömürün logMF degeri 4.3'tür ve bu da, kok yapimi 8 için kullanilan kömürün (a)'den (d)'ye bazilarina karsilik geldigi ve kok yapimi T için kullanilan kömürün (a)'den (d)'ye hiçbirine karsilik gelmedigi anlamina gelmektedir. Kok yapimi 8 için kullanilan kömür ya da kömür A'ya alternatif olarak kok yapimi T için kullanilan kömür kullanilmasi ile Tablo 2'de verilen kömür karisimi ile yapilan benzer karbonizasyon testlerinin sonuçlari, kok yapimi 8 için kömürün kullanildigi durumlarda kok dayanikliligi (DI150/ ) 77.5 iken, kok yapimi T için kömürün kullanildigi durumlarda 78.7'dir, bu da kok yapimi T için kullanilan kömürün dayanikliliginin 1,2 puan daha yüksek oldugu anlamina gelmektedir (Tablo 3). Bu örnekte, daha az permeasyon mesafesine sahip kok yapiminda kömürün kullanildigi durumlarda, artan dayaniklilik etkisinin daha büyük oldugu sonucuna varilmistir. Bu sonuçtan, örnek olarak, çesitli türlerdeki kömür yataklarindan türetilen kömürün karistirilmasi ile istenen degere ayarlanan bir permeasyon mesafesine sahip kok yapimi için kömür hazirlamak mümkündür ve kok yapimi için kömürün permeasyon mesafesini uygun sekilde ayarlanmasi ile artan kok dayanikliliginin bir etkisini gerçeklestirmek mümkündür.

Kömür A için Kok Yapiminda Sübstitüe S T Edilmesi için Kömür Permeasyon mesafesi (mm) 17.9 13.1 Karsilastirmali Örnek Dahasi, yukarida tarif edilen kok yapimi 8 için kullanilan kömürün 10 dakikalik bir süre boyunca 150 °C`lik bir hava atmosferinde islenmesi ile, 14.0 mm'ye kadar olan bir permeasyon mesafesinde bir azalma olmustur (kok yapimi için elde edilen kömür, kok yapimi U için kömür olarak adlandirilacaktir). Ek olarak, 4 aylik bir süre boyunca havada oda sicakliginda yukarida tarif edilen kok yapimi 8 için kullanilan kömür birakilmasi ile, 14.1 mm'ye kadar olan bir permeasyon mesafesinde bir azalma olmustur (kok yapimi için elde edilen kömür, kok yapimi V için kömür olarak adlandirilacaktir). Burada, kok yapimi U için kullanilan kömürün IogMF'si 4.0 idi ve kok yapimi V için kullanilan kömürün IogMF'si 4.1 idi, bu da kok yapimi U ve V için kullanilan kömürünün her ikisi de (a) ila (d)'nin hiçbirine karsilik gelmedigi anlamina gelmektedir. Tablo 2'de verilen kömür karisimi için kömür A'ya alternatif olarak kok yapimi U ya da V için kömür kullanarak yukarida tarif edildigi gibi karbonizasyon testlerinin sonuçlari olarak, kok dayanikliligi (DI150/ 15) kok yapimi U ve V için sirasiyla 78.4 ve 78.2 idi (Tablo 4). S'nin oksidasyon islemi yapilmadan kullanildigi, kok dayanikliliginin 77,5 oldugu durum ile karsilastirildiginda, kok dayanikliligi bir permeasyon mesafesinin uygun sekilde azaltilmasi ile arttirilabilirdi. Bu arada, dikkatli olmak gerekir, çünkü bir oksidasyon islemi genel olarak bir Gieseler maksimum akiskanliginda bir azalmaya neden olur ve bu nedenle asiri oksidasyon sadece belirtilen degerin altinda bir permeasyon mesafesinin azalmasina neden olmaz, ayni zamanda kok dayanikliliginda azalma olasiligi ile sonuçlanan MF degerinde de bir azalmaya neden olmaktadir. Her ne kadar MF'de bu tür bir azalma, yüksek MF'ye sahip diger kömürlerin karistirilma oraninin arttirilmasi gibi bir islem ile telafi edilebilirse de, maliyette bir artisa neden olabilir. Oksidasyon ile bir permeasyon mesafesinin ayarlanmasinda bu tür bir problem oldugu için, bir oksidasyon isleminin uygun bir sinir içinde gerçeklestirilmesi tercih edilmektedir. Bununla birlikte, bir permeasyon mesafesinin, kömürün farkli kömür yataklarindan karistirilmasi ile ayarlanmasi durumunda, MF degerinde bir azalma problemi yoktur ve sonuç olarak, bir permeasyon mesafesi karistirilacak kok yapimi için kömürün kalitesine göre ayarlanabilmektedir.

Kömür A için Kok Yapiminda Sübstitüe S U V Edilmesi için Kömür Permeasyon mesafesi (mm) 17.9 14.0 14.1 Karsilastirmali Örnek Örnek Örnek Bu arada, Sekil 5'de gösterildigi gibi, logMF ile permeasyon mesafesi arasindaki korelasyondaki degiskenligin, IogMF'nin 2'den fazla oldugu bir aralikta genis oldugu anlasilmaktadir. Yukarida tarif edildigi gibi, R0 ve MF'yi kullanan teoride, bir kömür karisiminin logMF'nin agirlikli ortalamasi kontrol edilmekte ve bir permeasyon mesafesi ayni zamanda MF ile permeasyon mesafesi arasinda iyi bir korelasyon oldugu durumda IogMF'nin kontrol edilmesi ile hemen hemen kararlastirilmaktadir.

Bununla birlikte, MF ile bir permeasyon mesafesi arasindaki korelasyon, 2'den fazla olan logMF araliginda, bir baska ifadeyle, 100 ddpm'den daha fazla MF araliginda kötü oldugu için, kok dayanikliligi, logMF belirtilen bir degere ayarlanmis olsa bile, bir permeasyon mesafesindeki varyasyon ile birlikte degisebilmektedir. Bu nedenle, mevcut bulusa göre kok yapimina yönelik kömürün hazirlanmasi için yöntemin, 100 ddpm'den daha fazla MF'nin kömürü durumunda daha etkili oldugu anlasilmaktadir. 1 numune 2 yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip malzeme 3 tank rakor 7 termometre 8 isitma ünitesi 9 sicaklik detektörü sicaklik kontrolörü 11 gaz girisi 12 gaz çikisi 13 sisme oranini belirlemek için kullanilan tespit çubugu 14 agirlik deplasman sensörü 16 gövdeye nüfuz eden dairesel delik 17 dolgulama parçacigi 18 dolgulama silindiri

Claims (6)

ISTEMLER

1. Kok yapimi için kömür hazirlamaya yönelik bir yöntem olup, yöntemin özelligi; kok yapiminda kullanilacak malzeme olarak çoklu kömür cinsleri karistirildiginda, bir ya da daha fazla çesit kömürün belirli bir degere ya da daha az bir permeasyon mesafesine ayarlanmasini içermesi, burada permeasyon mesafesinin, farkli üretim yerlerinden çok çesitli kömürlerin karistirilmasiyla ya da kömürün oda sicakliginda ya da daha yüksek bir sicaklikta 02, 002 ve H20'nun bir ya da daha fazlasindan olusan bir atmosfere yerlestirilmesiyle kömürün permeasyon mesafesini azaltan bir islemle ayarlanmasi, burada permeasyon mesafesinin belirtilen degerinin asagidaki maddelerden (a) ila (d) herhangi biri seçilerek tanimlanmasi: (a) belirtilen degerin asagidaki esitlikle (1) tanimlanmasi: Permeasyon mesafesi = 1 . 3 x a x IogMFc (1), burada a sabitinin, log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan en az bir kömürün log MF katsayisi ve permeasyon mesafesinin ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ila 1.0 kati olan bir sabit olmasi, ve burada MFc degiskeninin, hazirlanacak kömürün Gieseler maksimum akiskanligi (ddpm) olmasi; (b) belirtilen degerin asagidaki esitlikle (2) tanimlanmasi; Permeasyon mesafesi = a' x IogMFc+b (2), burada a' sabitinin, log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan en az bir kömürün log MF katsayisi ve permeasyon mesafesinin ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ila 1.0 kati olan bir sabit olmasi, burada b degiskeninin, regresyon çizgisinin türetilmesi için kullanilan kömür cinslerinden seçilen bir ya da daha fazla çesidin ayni numunesi için birden fazla kez gözlem yapildiginda, bir permeasyon mesafesinin ya da daha fazlasinin standart sapmasinin ortalama degeri ve ortalama degerin 5 ya da daha azi ile çarpilmasi ile tanimlanan bir sabit olmasi, ve burada MFc degiskeninin, hazirlanacak kömürün Gieseler maksimum akiskanligi (ddpm) olmasi; (o) bir kömür karisimini olusturan çok sayida kömür çesidinin önceden belirlenmesi; belirtilen degerin, bu tip kömürlerin permeasyon mesafesinin ortalama degerinin 2 ile çarpilmasiyla ayarlanmasi; (d) permeasyon mesafesinin belirtilen degerinin, kömür numunesi, kömürün toz haline getirilmesiyle hazirlandiginda gözlemlenen degere göre 15 mm olmasi ve böylece 2 mm ya da daha küçük bir çapa sahip olan parçaciklarin kütle yüzdesinin % 100'ünü olusturmasi ve 0.8 gr/cm3'lük bir dolgu yogunlugunda toz haline getirilmis bir kömür ile bir tankin, 10 mm'lik bir tabaka kalinligina kadar, 3 °C/dakikalik bir isitma hizinda 550 °C'ye isitilmasi, numunenin üzerine yerlestirilen 2 mm çapa sahip yukaridaki cam boncuklardan bir yük uygulanirken, basincin 50 kPa olmasi ve termal plastik numunenin cam boncuklara permeasyon mesafesi gözlenmesi, ve burada permeasyon mesafesinin, asagidakileri içeren bir yöntemle ölçülmesi ile karakterize edilir: bir numune hazirlamak için kömür cinsinin bir kaba dolgulanmasi, yukaridan asagiya yüzeye dogru açik delikleri olan bir numunenin hazirlanmasi, numunenin isitilmasi ve erimis numunenin açik deliklerine nüfuz ettigi permeasyon mesafesinin ölçülmesi, burada kömür numunesinin, kömür üzerinde sabit bir yük ile isitilmasi ve malzemenin, yukarisindan asagiya dogru açik deliklere sahip olmasi ya da kömürün sabit bir hacim ile isitilmasi ve malzemenin, numunenin yumusamaya, erimeye basladigi bir sicakliga ya da daha yüksek bir sicakliga kadar, yukaridan asagiya dogru açik deliklere sahip olmasi, böylece numunenin, yukaridan asagiya dogru deliklere sahip malzemeye nüfuz etmesi ve burada isitmanin bir inert gaz atmosferinde gerçeklestirilmesidir.

2. Istem 1'e göre kok yapimi için kömür hazirlamak için bir yöntem olup, özelligi; yöntemin kömür cinsinin Gieseler maksimum akiskanliginin 100 ddpm ya da daha fazla bir degere ayarlanmasini içermesidir.

3. Istem 1'e göre kok yapimi için kömür hazirlamak için bir yöntem olup, özelligi; burada 3 sabitinin, 1.75 < log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan en az bir kömürün log MF katsayisinin ve permeasyon mesafesinin ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ile 1.0 kati olan bir sabit olmasidir.

4. Istem 1'e göre kok yapimi için kömür hazirlamak için bir yöntem olup, özelligi; burada a' sabitinin, 1.75 < log MF < 2.50 degerini karsilayan ve ölçülen degerleri kullanarak orijinden geçen bir regresyon çizgisi olusturan en az bir kömürün log MF katsayisinin permeasyon mesafesinin ölçülmesiyle elde edilen log MF katsayisinin 0.7 ila 1.0 kati olan bir sabit olmasidir.

5. Istem 1'e göre kok yapimi için kömür hazirlamak için bir yöntem olup, özelligi; uygulamanin, 100 °C ya da daha yüksek ve 300 °C ya da daha düsük bir uygulama sicakliginda 1 dakika ya da daha fazla ve 120 dakika ya da daha kisa bir uygulama süresinde gerçeklestirilmesidir.

6. Istem 5'e göre kok yapimi için kömür hazirlamak için bir yöntem olup, özelligi; uygulamanin, 180 °C ya da daha yüksek ve 200 °C ya da daha düsük bir uygulama sicakliginda 1 dakika ya da daha fazla ve 30 dakika ya da daha kisa bir uygulama süresinde gerçeklestirilmesidir.