Пиролиз микрочастиц углей при воздействии лазерных импульсов наносекундной длительности
Б. П. Адуев,
Я. В. Крафт,
В. Д. Волков,
Н. В. Нелюбина Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН, 650000 Кемерово
Аннотация:
Приведены результаты пиролиза таблетированных микрочастиц (1 г/см
$^3$) бурого, длиннопламенного газового, газового, жирного и коксового углей в среде аргона при воздействии лазерных импульсов (1 064 нм, 12 нс, 6 Гц, 0.2
$\div$ 0.5 Дж/см
$^2$), в результате которого происходит ряд нелинейных процессов: 1) абляция образцов взрывного характера с выбросом микрочастиц размерами 10
$\div$ 60 мкм при достижении плотности энергии излучения 0.1
$\div$ 0.2 Дж/см
$^2$; 2) оптический пробой, локализованный на микровыступах, на поверхности угольных частиц, испарение микровыступов и напыление тонкой пленки аморфного углерода на стенки реактора; 3) инициирование в каналах пробоя термохимических реакций, приводящих к выходу газообразных продуктов, концентрация которых нелинейно увеличивается с ростом плотности энергии лазерных импульсов. Зарегистрированы молекулярные газы H
$_2$, CH
$_4$, C
$_2$H
$_2$, CO, CO
$_2$. Установлены зависимости состава газообразных продуктов пиролиза углей от их технических и генетических характеристик.
Ключевые слова:
уголь, пиролиз, лазерное излучение, оптический пробой, масс-спектрометрия, абляция.
УДК:
66.092-977
Поступила в редакцию: 08.11.2023
Исправленный вариант: 06.02.2024
Принята в печать: 07.02.2024
DOI:
10.15372/FGV2023.9422
