Исследование распределения газа в зоне обжига шахтной печи с помощью меченого радиоактивного индикатора

Лабораторные исследования керамических шихт с различным содержанием лигнина показали, что их пластичность растет до определенного значения пропорционально содержанию лигнина и смеси, затем эта зависимость нарушается. Очевидно, что предельное значение пластичности соответствует количеству поверхностно-активной составляющей лигнина, необходимому для создания мономолекулярного слоя ПАВ на глинистых, песчаных и пылеватых частицах сырья. Дальнейшее повышение содержания лигнина в смеси будет способствовать разжижению глиномассы. Оптимальной, с точки зрения улучшения пластичности глинистого сырья для производства стеновой керамики, следует считать добавку лигнина в количестве 15—25% по объему.

Следует отметить комплексное воздействие гидролизного лигнина на свойства шихты. Кроме улучшения ее пластических свойств повышается также связующая способность сырца. Добавка лигнина в размере 20% по объему увеличивает предел прочности сухих образцов при сжатии на 15%, а при растяжении —на 28%. Здесь проявляется армирующий эффект лигнина, возникающий за счет его волокнистого микропористого строения.

Гидролизный лигнин может использоваться и качестве выгорающей добавки, чему способствует его структура и высокая теплотворная способность, составляющая 1,5—2,7-Ю4 кДж/кг. Выгорание гидролизного лигнина из шихты происходит со значительным тепловыделением и образоианием большого числа пор и микропор. Поэтому при введении в шихту лигнина в количестве 5—30% по объему средняя плотность обожженных образцов снижается с 1,75 до 1,29 г/см3, водппоглощение при этом увеличивается с 14,4 до 19%.

С повышением содержания лигнина в шихте снижается марка обожженных изделий, поэтому для повышения прочности кирпича можно рекомендовать введение в сырьевую смесь структурирующею компонента, например, металлургических шлаков, отходов предприятий металлообработки и им подобных. Так. для Красноярска, Канска, Братска, где располагаются предприятия биохимической и металлообрабатывающей промышленности, экономически оправданно применение многокомпонентной шихты с использованием лигнина.

Лабораторные исследования, подтвержденные испытаниями, проводимыми на натуральных образцах, показали, что отход гидролизного производства — лигнин может применяться в производстве стеновых керамических материалов как комплексная добавка. На стадии формования изделий лигнин будет способствовать повышению пластичности глинистого сырья, в период сушки «армирующий» эффект лигнина позволит значительно снизить дефектность сырца, и, наконец, применение высококалорийного из путей топлива при обжиге кирпича.

Проследить распределение подвиженее горючего газа через слой кускового известняка в зоне обжига шахтной печи с помощью обычных методов сложно. Разработанный в НИИетромпроекте (Тайшет) совместно ядерной физики АН Узбекской ССР метод определения распределения газового потока по объему шахтной печи связан с использованием меченых радиоактивных индикаторов. Выбран химически инертный газ криптон. Ои хорошо рассеивается в воздухе, не создает локальных концентраций.

Выбранный для эксперимента изотоп Кг-85 характеризуется энергией Р-частиц 0,672 МЭВ и у-излучения 0,517 МЭВ. Радиоактивный изотоп Кг-85 по своим химико-технологическим свойствам, по легкости и надежности регистрации оказался наиболее подходящим для эксперимента

Основное условие получения надежных результатов при радиометрическом анализе — наличие полезной интенсивности излучения, превышающей интенсивность естественного фона в 2—3 раза.

Для отбора проб газа использовали керн из жаропрочной стали. Керн вводили в печь на короткое время перед началом впрыскивания радиоактивного препарата. Через трубки отсасывали газ, проходивший затем через четыре радиометрические камеры, с помощью которых регистрировали его активность. Активность отсасываемого газа измеряли раздельно с помощью четырех метров с самописцами (см. рисунок. При определении объемной порции Кг-85 исходили из условия введения в печи минимально возможного, но достаточнного количества Кг-85 для получения надежных результатов но распределении газа при радиометрическом анализе.