Jedna od najvažnijih termotehničkih karakteristika goriva je prinos hlapljivih tvari i svojstva koksnog ostatka. Pri zagrijavanju krutih goriva dolazi do raspadanja termički nestabilnih složenih ugljikovodičnih spojeva koji sadrže kisik, uz oslobađanje zapaljivih plinova: vodika, ugljikovodika, ugljičnog monoksida i nezapaljivih plinova-ugljičnog dioksida i vodene pare. Otpuštanje hlapljivih tvari određuje se zagrijavanjem uzorka goriva sušenog na zraku u količini od 1 g bez pristupa zraku na temperaturi od 850 ° C 7 minuta. Prinos isparljivih tvari, definiran kao smanjenje mase uzorka ispitnog goriva minus vlaga sadržana u njemu, odnosi se na zapaljivu masu goriva. Sastav i toplina sagorijevanja hlapljivih tvari različiti su za različita goriva. Kako se povećava kemijska starost goriva, smanjuje se sadržaj hlapljivih tvari i povećava se njihova temperatura na izlazu. U ovom slučaju, zbog smanjenja količine inertnih plinova, povećava se toplina sagorijevanja hlapljivih tvari. Za škriljevce oslobađanje hlapljivih tvari iznosi 80-90% zapaljive mase; treset - 70%; mrki ugljen - 30-60%, bitumenski ugljen razreda G i D - 30 - 50%, nemasni ugalj i antraciti imaju nizak isparljiv prinos i, shodno tome, jednaki I -13 i 2-9%. Stoga se sadržaj hlapljivih tvari i njihov sastav mogu uzeti kao pokazatelji stupnja ugljikovanja goriva, njegove kemijske starosti. Za treset oslobađanje hlapljivih tvari počinje na temperaturi od oko 100 ° C, mrki i uljni ugalj - 150-170 °, uljni škriljac - 230 ° C, nemasni ugalj i antracit ~ 400 ° C, a završava na visokim temperaturama - 1100- 1200 ° C. Nakon uklanjanja hlapljivih tvari iz goriva nastaje takozvani koksni ostatak. Ako ugljen sadrži bitumenske tvari, koje zagrijavanjem prelaze u plastično stanje ili se tope, praškasti uzorak ugljena testiran na hlapljive tvari može sinterirati i nabubriti. Sposobnost goriva da stvara više ili manje jak koks tijekom toplinskog razlaganja naziva se kapacitet zgrudnjavanja. Treset, mrki ugalj i antracit daju praškasti koks. Bitumenski ugljen s isparljivim prinosom od 42-45% i nemasni ugljen s isparljivim prinosom manjim od 17% daju praškasti ili ljepljivi ostatak koksa. Ugljen koji tvori zaostali koksni ostatak vrijedno je procesno gorivo i koristi se prvenstveno za proizvodnju metalurškog koksa. Koks u obliku sinteriranog ili staljenog ostatka dobiva se zagrijavanjem ugljena zdrobljenog na veličinu 3-3,5 mm na temperaturi od 1000 ° C bez pristupa zraku. Svojstva koksa ovise o sastavu organskih spojeva zapaljive mase goriva i sadržaju hlapljivih tvari u njemu.

isparljive materije uglja- Supstance nastale tokom razlaganja uglja u uslovima zagrevanja bez pristupa vazduhu. [GOST 17070 87] Teme ugljena Opšti pojmovi Sastav, svojstva i analiza uglja EN isparljive materije ... Tehnički vodič za prevodioce

Isparljive materije uglja- 76. Hlapljive tvari ugljena E. Hlapljive tvari Tvari nastale razgradnjom ugljena u uvjetima zagrijavanja bez pristupa zraka Izvor: GOST 17070 87: Ugljen. Pojmovi i definicije izvorni dokument ...

Plinovite i parene tvari koje se oslobađaju iz čvrstog mineralnog goriva pri zagrijavanju bez pristupa zraku ili u nedostatku opskrbe. Sadržaj L. veka. pored prirode ostataka koksa najvažniji je ... ... Tehnički željeznički rječnik

Isparljive materije- tvari oslobođene od materijala koji sadrže ugljik (ugljen, koks itd.) pri zagrijavanju. Sadržaj hlapljivih tvari u uglju kreće se od 50% (mrki ugljen) do 4% (antracit). Čvrsta masa preostala nakon uklanjanja hlapljivih tvari naziva se ... ... Enciklopedijski rječnik metalurgije

VOLATILI- tvari oslobođene od materijala koji sadrže ugljik (ugljen, koks i drugi) pri zagrijavanju. Sadržaj hlapljivih tvari u ugljenu kreće se od 50% (mrki ugljen) do 4% (antracit). Čvrsta masa preostala nakon uklanjanja hlapljivih tvari naziva se ... Metalurški rečnik

U uglju u wa. emitira se iz fosilnog ugljena pri zagrijavanju. L. sastav: hlapljive organske tvari. dijelovi uglja, proizvodi razlaganja određenih minerala. Sadržaj L. veka. u ugljenu se kreće od 50% (mrki ugalj) do 4% (antracit). Čvrsta masa, do raja ... ... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

Instaliran za racionalnu industrijsku upotrebu uglja. Ugljen se dijeli na klase i tehnološke grupe; takva podjela temelji se na parametrima koji karakteriziraju ponašanje ugljena u procesu toplinskog utjecaja na ... ... Wikipedia

Biti u uobičajenim uvjetima manje -više konstantno, pod utjecajem užarenosti, udara, trenja itd. mogu eksplodirati, odnosno brzo se razgraditi, pretvarajući se u zagrijane komprimirane plinove koji zauzimaju veliku zapreminu. Događa se ...... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

NARKOTIČNE TVARI- NARKOTIČNE TVARI, narcoti ca ili stupefacientia (od grčkog narcao odgovara latinskom stupefacio utrnuo). Dodjela farmakola. agenti u N. -ovoj grupi stoljeća. odavno je određena sposobnošću da ih izazove ili ugnjetavanjem osjetilnih i motornih ... ... Odlična medicinska enciklopedija

GOST 17070-87: Ugljen. Termini i definicije- Terminologija GOST 17070 87: Ugljen. Izrazi i definicije izvorni dokument: 44. Analitički uzorak uglja D. Analysenprobe E. Uzorak analize F. Echantillon pour analysis Uzorak uglja dobijen kao rezultat kombinovane ili laboratorijske obrade ... ... Rečnik-priručnik uslova normativne i tehničke dokumentacije

Laboratorijski rad br. 3

Određivanje topline sagorijevanja ugljena prema sadržaju vlage,

sadržaj pepela i prinos hlapljivih tvari

svrha rada- upoznati metode za utvrđivanje glavnih pokazatelja tehničke analize uglja, savladati praktične vještine rada na odgovarajućoj laboratorijskoj opremi i u praksi proučiti osnove ubrzane metode za procjenu uglja.

Laboratorijski rad je složen. Zasniva se na utvrđivanju tri glavna pokazatelja ugljena - sadržaja vlage, pepela i oslobađanja hlapljivih tvari, na osnovu čega se izračunava najmanja toplina sagorijevanja radne mase uglja, što je najvažniji pokazatelj kvaliteta uglja kao pogonskog goriva.

Toplina izgaranja, obično označena simbolom, je količina toplinske energije (u daljnjem tekstu toplina ili toplina) koja se oslobađa tijekom potpune oksidacije zapaljivih komponenata goriva plinovitim kisikom. U ovom se slučaju pretpostavljalo da se kao rezultat oksidacijskih reakcija stvaraju viši oksidi i sumpor oksidira samo do, a dušik iz goriva oslobađa se u obliku molekularnog dušika. Toplina sagorijevanja je specifična karakteristika. Za kruta i tekuća goriva, obratite se jedinici mase, odnosno 1 Kg(specifična toplina sagorijevanja), a za plinovita goriva - na jedinicu zapremine (volumetrijska toplina izgaranja) u normalnim fizičkim uvjetima, odnosno pod R = P 0 = 760 mmHg Art. = 1 atm =101325 Pa i
T = T 0 = 273,15 TO (t = t 0 = 0 ° C). Zbog ovoga m 3 pod ovim uslovima dobio naziv " normalni kubni metar "I preporučena oznaka" burrow. m 3". Dakle, za plinovita goriva, 1 burrow. m 3. Mjerne jedinice prihvaćene u tehničkoj literaturi: " kJ / kg» (« kJ / nor. m 3") ili" MJ / kg» (« MJ / nor. m 3"). U staroj tehničkoj literaturi mjerne jedinice su bile „ kcal / kg» (« kcal / nor. m 3"). Prilikom pretvaranja u moderne mjerne jedinice treba imati na umu da 1 kcal = 4,1868 kJ.

Količina topline koja je otišla na zagrijavanje proizvoda potpunog sagorijevanja 1 Kg ili 1 burrow. m 3 gorivo, pod uvjetom da ti proizvodi sadrže kondenziranu vodenu paru, odnosno voda se naziva veća toplotna vrednost goriva ... Ova toplina se naziva i.

Ako se vodena para ne kondenzira tijekom sagorijevanja goriva, tada će se manja količina oslobođene topline potrošiti za zagrijavanje produkata sagorijevanja prema vrijednosti latentne topline kondenzacije vodene pare (latentna toplina isparavanja vode). U ovom se slučaju naziva toplina neto kalorijska vrijednost goriva i označeno kao. Dakle, određivanje ne uzima u obzir toplinu utrošenu na isparavanje vlage u samom gorivu i vlagu nastalu sagorijevanjem vodika u gorivu. U skladu s tim, količina je povezana s načinom na koji .

Sastav uglja, kao i svih drugih čvrstih goriva, izražen je u težinskim postocima (tež.%). Istovremeno se najčešće uzima 100%:

· Sastav goriva u radnom stanju (sastav njegove radne mase), označen natpisom " r »:

· Sastav u analitičkom stanju (sastav analitičke mase), označen natpisom " a »:

· Sastav u suvom stanju (sastav suve mase), označen natpisom " d »:

· Sastav u suvom stanju bez pepela (sastav suve mase bez pepela), označen natpisom " daf »:

gdje su maseni udjeli u odgovarajućoj masi ugljena ugljika, vodika, zapaljivog sumpora, kisika, dušika, ukupne i analitičke vlage, tež. %; A - sadržaj pepela odgovarajuće mase uglja, tež. %.

Za određivanje topline sagorijevanja ugljena koristi se jedna standardna metoda - metoda sagorijevanja u kalorimetrijskoj bombi. Ovom metodom, izvagani dio analitičkog uzorka ugljena težine 0,8 ... 1,5 G izgorio u atmosferi komprimiranog kisika u hermetički zatvorenoj metalnoj posudi - kalorimetrijskoj bombi, koja je uronjena u određenu količinu vode. Povećanjem temperature ove vode utvrđuje se količina topline koja se oslobađa tokom sagorijevanja uzorka. To daje toplinu sagorijevanja goriva bombom.Zbog činjenice da se sagorijevanje goriva odvija u prilično specifičnim uvjetima

Pirinač. Shematski dijagram klasičnog kalorimetra za određivanje topline sagorijevanja krutih goriva

1 - kalorimetrijska bomba; 2 - miješalica; 3 - poklopac termostata; 4 - sistem za paljenje šarki; 5 - termometar ili uređaj koji ga zamjenjuje; 6 - kalorimetrijska posuda; 7 - termostat.

uslovi (atmosfera čistog kiseonika, oksidacija zapaljivog sumpora do SO 3 nakon čega slijedi stvaranje dušične kiseline u kondenziranoj vlagi itd.), vrijednost se ponovno izračunava prema sljedećoj formuli:

odakle dolazi toplina stvaranja sumporne kiseline SO 2 i rastvarajući ga u vodi, brojčano jednak 94,4 kj na bazi 1% sumpora; - sadržaj sumpora "u ispiranju bombe" je količina sumpora koja je tokom sagorijevanja pretvorena u sumpornu kiselinu, na osnovu početnog uzorka uglja, tež. % (dopušteno je koristiti umjesto ukupnog sadržaja sumpora u analitičkoj masi uglja, ako (0,8% za mrki ugalj Kansk-Achinsk basena, 1,0 za ugalj i 1,2% za antracit) , a (15,5 MJ / kg za mrki ugalj bazena Kansk-Achinsk, 15,7 za bitumenski ugljen i 16,0 MJ / kg za antracit) ; a - koeficijent koji uzima u obzir toplinu stvaranja i otapanja dušične kiseline, jednak 0,001 za nemasni ugalj i antracit i 0,0015 - za sva druga goriva .

Znajući, prvo odrediti najveću toplinu sagorijevanja radne mase goriva:

, (2)

gdje =MJ / kg ili MJ / normalno m 3; =
= tež. %.

Koeficijent 24,62 in (3) odražava toplinu grijanja vode iz
t 0 = 0 ° C do t = 100 ° C i njegovo isparavanje pri P 0 = 101325 Pa računajući na
1 tež. % vode.

Vrijednost izračunata za radno stanje goriva odgovara stvarnoj toplini koja se oslobađa tokom sagorijevanja u pećima, pa se stoga široko koristi u proračunima toplinske tehnike. integralni je pokazatelj kvalitete goriva i uvelike određuje njihova svojstva potrošača.

Jedna od glavnih karakteristika fosilnog uglja je sposobnost razlaganja (razgradnje) njihove organske tvari pri zagrijavanju bez pristupa zraka. Ovim zagrijavanjem nastaju plinoviti i isparljivi proizvodi raspadanja koji se nazivaju hlapljive tvari. Nakon uklanjanja hlapljivih tvari iz zone grijanja ostaje ostatak, koji se naziva koksni ostatak ili koks. Budući da se hlapljive tvari ne nalaze u ugljenu, već nastaju pri zagrijavanju, one govore o "oslobađanju hlapljivih tvari", a ne o njihovom sadržaju u ugljenu.

Prinos isparljivih materija razumijeva se kao relativna masa isparljivih materija, izražena u procentima, nastala tokom termičkog razlaganja uglja u standardnim uslovima. Otpuštanje hlapljivih tvari označeno je simbolom V , i nehlapljivi (koks) ostatak - NV .

Isparljivi dio hlapljivih tvari sastoji se od kondenziranih ugljikovodika, koji su skupina uljnih i smolastih tvari, koji su najvrjedniji kemijski proizvod.

Plinoviti dio hlapljivih tvari sastoji se od ugljikovodičnih plinova ograničavajuće i nezasićene serije ( CH 4 , C m H n i tako dalje), ugljen monoksid i dioksid ( CO , CO 2 ), vodonik ( H 2 ) itd.

Nehlapni ostatak sastoji se uglavnom od ugljikovih i mineralnih nečistoća u obliku pepela.

Otpuštanje hlapljivih tvari jedan je od glavnih klasifikacijskih parametara fosilnog ugljena. Na osnovu vrijednosti prinosa hlapljivih tvari i karakteristika koksnog ostatka, procjenjuje se pogodnost uglja za koksanje i ponašanje uglja u procesima prerade i sagorijevanja.

Suština standardne metode za određivanje prinosa hlapljivih tvari sastoji se u zagrijavanju izvaganog dijela analitičkog uzorka ugljena težine 1 ± 0,1 g bez pristupa zraka na t = 900 ± 5 ° C u roku od 7 min... Otpuštanje hlapljivih tvari određuje se gubitkom težine izvornog uzorka, uzimajući u obzir sadržaj vlage u gorivu.

Vrijednost oslobađanja hlapljivih tvari iz analitičkog uzorka izračunava se formulom

(4)

gdje = wt. %; - gubitak težine uzorka ugljena nakon oslobađanja hlapljivih tvari, G; - masa početnog uzorka uglja, G; - sadržaj vlage u početnom uzorku analitičkog uzorka uglja, tež. %;

- prinos nehlapljivih ostataka iz analitičkog uzorka ispitnog uglja,%, izračunat je formulom

Oslobađanje hlapljivih tvari u suhom stanju pepela bez pepela utvrđuje se na sljedeći način:

. (6)

Dopuštena odstupanja između rezultata dva paralelna određivanja u apsolutnim vrijednostima ne smiju prelaziti 0,3 tež. % pri tež.%; 0,5 mas. % na tež. %; 1,0 tež. % na tež. % .

Za određivanje prinosa hlapljivih tvari upotrijebite:

Postolja za ugradnju lončića u peć za pečenje napravljena od čelika ili žice otporne na toplinu;

Električna peć sa prigušnicom s termostatom s maksimalnom temperaturom grijanja od najmanje 1000 ° C, koji ima otvor na ulaznim vratima za slobodno uklanjanje hlapljivih tvari (ako nema razvodne cijevi za uklanjanje ovih tvari) i postavljanje kontrolnog termoelementa i u stražnju stijenku za ugradnju termopara.

Temperatura se mjeri stacionarnim termoelementom. Iz analitičkog uzorka ugljena, dva vagana dijela uglja mase (1 ± 0,01) uzimaju se u prethodno vagane lonce G.. Vagani dio se ravnomjerno raspoređuje po dnu lončića, lagano lupkajući lončićem po čistoj, suhoj površini. Lonci se zatvaraju poklopcima i pažljivo, sa tačnošću od 0,0002 G Vagati zatvorene posude za vaganje s odvaganim dijelovima.

Lonci s porcijama izmjerenim ugljenom i zatvorenim poklopcima postavljaju se svaki na svoje postolje i brzo se unose u peć za zagrijavanje, zagrijanu na t = 900 ± 5 ° C, koji je fiksiran stacionarnim termoelementom. Vrata pećnice su zatvorena. Tačno 7 min(± 5 sec) postolja s lončićima izvade se iz pećnice i ohlade - prvo na zraku 5 minuta, bez skidanja poklopaca s lončića, a zatim u eksikatoru na sobnu temperaturu i izmjere se na najbližu 0,0002 G... Rezultati svih mjerenja i proračuna uneseni su u tablicu 1.

Vrijednosti se izračunavaju prema formuli (7), a - prema formuli (8):

(7)

(8)

Radni nalog

1. Pripremite potrebne tabele i izvršite potrebne proračune. Zapišite rezultate u tablicu 1 i tablicu 2.

Tabela 1

Rezultati određivanja prinosa hlapljivih tvari

Index	Uzorak 1	Uzorak 2
Težina praznog kalciniranog lončića M T, G
Težina lonca sa početnim uzorkom uglja M TU, G
Masa početnog uzorka uglja M U = M TU– M T, G
Težina lonca s nehlapljivim ostacima nakon ispitivanja, G
Gubitak težine uzorka uglja nakon testa D M U= M TU -M T NV, g
Oslobađanje hlapljivih tvari iz ispitnih dijelova ispitnog uglja 1 i 2, tež. %
Prinos hlapljivih tvari iz analitičke mase ispitnog uglja, tež. %
Prinos isparljivih supstanci po suvom stanju bez pepela ispitnog uglja, tež. %

3. Koristeći vrijednosti dobivene u laboratorijskim radovima br. 2 (10,03%), (13,14%) i (30,7%iz tablice 1), izračunajte i uključite u popis potrebnih pokazatelja za tehničku analizu ugljena, i ( 11, 82%) potrebno za izračun.

4. Uzimajući u obzir marku uglja koja je predložena u radu i koristeći dobijene pokazatelje, utvrdite vrijednost uglja sljedećim metodama.

Metoda 1. Koristite odnos između i predloženog

Stranica 1

Hlapljive tvari ugljena, nastale pri zagrijavanju bez pristupa zraku, su plinoviti i isparljivi proizvodi raspadanja ugljena.

Poznato je da hlapive tvari ugljena sadrže značajan postotak vodikovih i ugljikovodičnih plinova. Hlapljive tvari koje se oslobađaju usisavanjem sastoje se uglavnom od oksida CO i CO, bez obzira na vrstu početnog ugljena. U isto vrijeme, ako za početna zadržavanja u plinovitim hlapljivim tvarima prevladava CO, onda za one bez pepela-CO. Ukupni prinos vodika i metana iz uvlačenja bez pepela blizu je prinosa ovih proizvoda tokom termičkog razlaganja koksa. Sve ovo nam omogućuje zaključiti da su čestice goriva bile izložene visokim temperaturama. Očigledno, proces apsorpcije plina česticama koksa događa se nakon hlađenja prašnjavog toka. Podaci o proučavanju porozne strukture zapaljivog dijela zahvata također ukazuju da su nesagorjele čestice goriva podvrgnute visokotemperaturnoj obradi.

Na sl. 159 prikazuje ovisnost pritiska ekspanzije o oslobađanju hlapljivih tvari ugljena. Za ugljen, čiji je prinos hlapljivih tvari u rasponu od 17 - 21%, uopće se ne primjećuje korelacija. Međutim, moguće je ocrtati zonu koja uključuje neujednačeni ugljen (krivulja s isprekidanom linijom), dajući neznatan pritisak rasprsnuća.

Gore navedena razmatranja u pojednostavljenom obliku daju odgovor na pitanje zašto indeks prinosa hlapljivih tvari ugljena ovisi o njihovom elementarnom sastavu, posebno o vodiku koji se u njima nalazi. Hidriranje ugljena, čak i vrlo blagog, uvelike povećava prinos katrana i benzena.

Tokom prženja nastaje bakarni oksid, koji se djelomično pretvara u oksid bakra zbog smanjenja učinka hlapljivih tvari ugljika i ugljena. Kada sumporni anhidrid djeluje na bakreni oksid, djelomično se stvara i bakreni sulfat.

Tekuće sintetičko gorivo proizvodi se od smole. Hlapljive tvari ugljena u parno-plinskom stanju pretvaraju se u sintezne plinove i vodik. Određeni dio smjese odlazi na pročišćavanje, ukapljivanje i odvajanje. Provodi se katalitička pretvorba ortohidrogena u parni vodik. Neki sintezni plinovi i vodik koriste se izravno u regiji ležišta uglja Kansk-Achinsk za preradu lož ulja u lako motorno gorivo, sintezu amonijaka i uree, metanola i izravnu redukciju ruda. Dobiveni kemijski proizvodi transportiraju se do udaljenih potrošača. Električna energija se prenosi u područja potrošnje, na primjer, u evropski dio SSSR -a.

Voda dobivena nakon spaljivanja flotacijske jalovine na 320 C ima kiselu reakciju (pH 5) i prilično visoku COD (550 mg / l), iako u pepelu nije pronađen ugljik. To se objašnjava otapanjem anhidrida sumpora u vodi i hlapljivih tvari ugljena nastalih oksidacijom sumpora, kao i stvaranjem produkata njihove nepotpune oksidacije. Ova se činjenica objašnjava prisutnošću organskih para u plinskoj fazi sistema na temperaturi od 300 ° C.

Voda dobivena nakon spaljivanja flotacijske jalovine na 320 ° C ima kiselu reakciju (pH 5) i prilično visoku COD (550 mg / l), iako u pepelu nije pronađen ugljik. To se objašnjava otapanjem anhidrida sumpora u vodi i hlapljivih tvari ugljena nastalih oksidacijom sumpora, kao i stvaranjem produkata njihove nepotpune oksidacije. Ova se činjenica objašnjava prisutnošću organskih para u plinskoj fazi sistema na temperaturi od 300 C.

Sorpcijska svojstva ugljena povezana su s razvojem njihove unutarnje površine ili poroznosti. Prema studijama Kinga i Wilkinsa, promjena poroznosti ugljena mijenja i njihov kapacitet koksanja [2651, karakteriziran vrstom koksnog zrna. Tačke ucrtane na grafikonu, u kojima su koordinate bile vrsta zrna koksa i oslobađanje hlapljivih tvari iz ugljena, nalaze se u obliku zakrivljene trake. Ovaj pojas nije ništa drugo nego obrnuta krivulja: poroznost - hlapljive tvari.

Prinos koksa povećan je za svaki postotak apsorbiranog kisika za oko 03% prosječnog prinosa. Tijekom oksidacije, ona se blago povećala, dosegla kritičnu vrijednost, a zatim se brzo smanjila tijekom daljnje oksidacije. Utvrđeno je da zbroj količine kisika u svježem neobrađenom ugljenu i količine kisika apsorbira koks, koji je izgubio 20% svoje snage (postotak ostataka na situ s promjerom rupe od 6 mm nakon bubanj), linearno zavisio od prinosa hlapljivih materija uglja i smanjivao se sa smanjenjem isparljivih tvari izračunato na suhom ugljenu bez pepela.

Stranice: 1

FOSILNI UGLJEN- čvrsti zapaljivi minerali; proizvod transformacije biljaka. Glavne komponente: karbonizirana organska tvar, mineralne nečistoće i vlaga. Obično se pojavljuju u obliku slojeva među sedimentnim stijenama. Podijeljen na smeđe, bitumenske i antracitne. Fosilni ugljen koristi se uglavnom u energetskom sektoru, za proizvodnju metalurškog koksa i u kemijskoj industriji. Glavne tehnološke karakteristike: sadržaj pepela, sadržaj vlage, sadržaj sumpora, prinos hlapljivih tvari. Svjetske rezerve iznose oko 3700 milijardi tona.
Kuzbass je glavna baza čvrstog goriva u Rusiji.

Tehnička analiza uglja

Sve vrste čvrstih fosilnih goriva kombiniraju dvije komponente: organsku tvar i mineralnu komponentu, koja se prije smatrala balastom, ali se sada sve više smatra izvorom vrijednih mineralnih sirovina, posebno rijetkih i elemenata u tragovima. Za procjenu mogućnosti i načina prerade fosilnih goriva koristi se tehnička analiza koja omogućuje određivanje smjerova njihove uporabe kao energetskih i kemijskih sirovina. Tehnička analiza se odnosi na određivanje pokazatelja predviđenih tehničkim zahtjevima za kvalitet uglja.
Tehnička analiza obično kombinira metode osmišljene za određivanje sadržaja pepela u ugljenu i uljnim škriljevcima, sadržaja vlage, sumpora i fosfora, prinosa hlapljivih tvari, toplinske vrijednosti, kapaciteta sinteriranja i nekih drugih karakteristika kvalitete i tehnoloških svojstava. Kompletna tehnička analiza ne provodi se uvijek; često je dovoljno provesti skraćenu tehničku analizu koja se sastoji od određivanja sadržaja vlage, sadržaja pepela i oslobađanja hlapljivih tvari.

Vlažnost

Zbog činjenice da se molekule vode mogu vezati za površinu ugljena silama različite prirode (apsorpcija na površini i u porama, hidratacija polarnih grupa makromolekula, uključivanje u sastav kristalnih hidrata mineralnog dijela) s različitim metodama izvlačenja vlage iz ugljena dobivaju se različite vrijednosti njegove dehidrirane mase i, shodno tome, različite vrijednosti vlažnosti.
Masa ugljena sa sadržajem vlage s kojom se isporučuje potrošaču naziva se radna masa ugljena, a vlaga koja se oslobađa iz njega kada se uzorak osuši do konstantne mase na 105oC naziva se ukupnom vlagom radne mase uglja.
Sadržaj vlage u fosilnom gorivu karakterizira sadržaj vlage. Ova vrijednost je izražena omjerom mase vlage koja se oslobađa pri temperaturi dehidracije prema masi analiziranog uzorka. Vlažnost je označena slovom W (Wasser).
Vlaga u uglju smanjuje korisnu masu tijekom transporta, velika količina topline se troši na njegovo isparavanje pri sagorijevanju goriva, osim toga, vlažni ugalj se zimi smrzava.
Ukupni sadržaj vlage varira ovisno o stupnju ugljenisanosti fosila u sljedećem redu.
Treset> Smeđi ugljen> Antraciti> Bitumenski ugljen.

Sadržaj pepela

Fosilni ugljen sadrži značajnu količinu (2-50%) minerala koji nakon sagorijevanja stvaraju pepeo. Ostaci pepela nastaju nakon kalcinacije ugljena u otvorenom loncu u peći za zagrijavanje na temperaturi od 850 ± 25 ° C. Pepeo je 95-97% sastavljen od oksida Al, Fe, Ca, Mg, Na, Si, K. Ostatak su spojevi P, Mn, Ba, Ti, Sb i rijetkih i elemenata u tragovima.
Sadržaj pepela označen je slovom Ad (Asche) i izražen je u težinskim%. Ukupni sadržaj vlage i pepela naziva se balast. Sadržaj stvarnih mineralnih tvari označen je slovom M. Određuje se fizičkim i fizičko -kemijskim metodama (na primjer, mikroskopskim, fluoroskopskim, radioizotopskim).

Isparljive materije

Hlapljive tvari su pare i plinoviti proizvodi koji se oslobađaju tijekom razgradnje organske tvari čvrstog fosilnog goriva pri zagrijavanju u standardnim uvjetima. Prinos hlapljivih tvari označen je simbolom V (volativ), prinos analitičkog uzorka je Va, suha tvar je Vd, a suha i bez pepela Vdaf. Ova je karakteristika važna za procjenu toplinske stabilnosti struktura koje čine organsku masu ugljena. Oslobađanje hlapljivih tvari tijekom kalcinacije poslužilo je kao osnova za jednu od klasifikacija ugljena prema stupnju.

Brand	Određivanje Grupne marke		Isparljivo oslobađanje tvari V daf,%	Debljina plastike sloj Y,%
Dugi plamen	D		više od 37
Gas	G	G6 G7	više od 37	17 - 25
Gasna mast	GZh	-	više od 31 -37	17 - 25
Fatty	F	1Ž26 2Ž26	više od 33	26 i više
Coca bold	QL	KZh14 KZh6	25 - 31	6 - 25
Coca -Cola	TO	K13 K10	17 - 25	13 - 25
Kokain drugi	K2	-	17 - 25
Lean sinteriran	OS	-	manje od 17	6 - 9
Slabo pečenje	SS	1CC 2CC	25 - 35
Mršav	T	-	manje od 17
Antracit	A	-	manje od 10

Toplota sagorevanja

Kalorijska vrijednost je glavni energetski pokazatelj ugljena. Određuje se eksperimentalno spaljivanjem uzorka ugljena u kalorimetrijskoj bombi ili proračunom pomoću podataka elementarne analize.
Razlikovati najveću toplinu sagorijevanja ugljena Qs kao količinu topline oslobođenu tokom potpunog sagorijevanja jedinične mase ugljena u kalorimetrijskoj bombi u atmosferi kisika i najmanju specifičnu toplinu sagorijevanja Qi kao najveću toplinu sagorijevanja minus toplinu isparavanja vode oslobođene i nastale iz uglja tokom sagorijevanja. Najviša toplina sagorijevanja često se određuje za stanje bez pepela ugljena Q s af, a najniža za radno stanje Qir. DI. Mendeleev je predložio formulu za izračunavanje najveće kalorijske vrijednosti iz podataka elementarne analize (kcal / kg):
Qsaf = 81 ° S + 300N-26 (O-S), gdje je S, N, O, S-maseni udio elemenata u TGI tvari,%.
Bruto kalorijska vrijednost osnovnih krutih goriva:

Kapacitet sinterovanja

Jedan od najvažnijih, ako ne i najvažniji, smjer upotrebe ugljena je njegova prerada u metalurški koks - čvrsti proizvod raspadanja uglja na visokim temperaturama (> 900 ° C) bez pristupa zraka, koji ima određena svojstva. Nisu svi ugljevi sposobni sinterirati, tj. kada se zagrije bez pristupa zraku, prelazi u plastično stanje s naknadnim stvaranjem vezanog nehlapljivog ostatka. Ako ovaj sinterirani ostatak zadovoljava zahtjeve za metalurški koks, onda se govori o koksnom ugljenu. Dakle, koksanje se sinterira, ali je prvi pojam uži. Ugljen razreda G, Zh, K, OS je sinteriran, ali se metalurški koks može dobiti samo iz ugljena razreda K ili iz mješavine ugljena, koja im je po svojstvima bliska.

Elementarna analiza TGI

Kao što je već spomenuto, organska tvar svih vrsta TGI sastoji se od C, H, O, S i N. Njihova ukupna količina prelazi 99 tež.%, Računato na organsku tvar bilo kojeg ugljena i treseta.

Ugljik i vodik određeni su prinosom SO2 i N2O tokom sagorijevanja uzorka uglja u struji kisika. Ovi oksidi se hvataju u aparatima za apsorpciju napunjenim otopinama KOH i H2SO 4. Potonji se mjere prije i nakon sagorijevanja uzorka, a sadržaj C i H u uzorku izračunava se iz masene razlike, obično u težinskim%. Valja napomenuti da se u ovom slučaju rezultati mogu iskriviti zbog apsorpcije vode i ugljičnog dioksida, koji su neorganskog porijekla, a nastali su zbog toplinskog razlaganja mineralnih komponenti ugljena.

Općenito, sumpor je češći u ugljenu. Njegov sadržaj se kreće od frakcija posto do 10-12%. Razlikovati između sulfata (SSO4), pirita (Sp) i organskog sumpora (So), njihov ukupni sadržaj naziva se ukupni sumpor (St). Sadržaj sumpora, određen iz podataka elementarne analize, važna je karakteristika koja određuje posebne zahtjeve za preradu i upotrebu sirovina koje karakterizira visoka koncentracija. Emisioni hlapljivi proizvodi koji sadrže sumpor, poput H2S i SO2, iznimno su opasni pri ispuštanju u okoliš, a pri projektiranju proizvodnih pogona treba uzeti u obzir njihovu visoku korozivnost.