Технический анализ угля часть 1

Реферат на тему:
Технический анализ угля
Для характеристики технологических свойств ископаемого твердого топлива разработан комплекс методов исследования , объединенный сроком технический анализ.
Поскольку ископаемый уголь применялось сначала только как топливо, технический анализ ограничивался определением горючих и негорючей составляющей. К негорючей части угля относят влагу (обозначается W, от немецкого Wasser и английского Water) и неорганические или минеральные вещества (М).
Для характеристики угля по количеству минеральных веществ в вугиллит чаще всего пользуются показателем зольности (А, от немецкого Ashe и английского Ash), что определяется по остатку, который образуется после полного сгорания навески угля.
Позже, в основном для нужд коксохимической промышленности введены еще три показателя:
а) выход летучих веществ (V), образующиеся при нагревании угля до 850-1000 0С без доступа воздуха;
б) выход и количественная характеристика твердого нелетучего остатка (К или NV), образующийся при определении выхода летучих веществ;
в) общее содержание сернистых соединений (условно перечисленных на элементную серу), входящих в состав органических и минеральных веществ угля, (St).
Поскольку эти показатели той или иной степени связаны с природой, степенью углефикации и составом различных видов ТГК, то они не только практическое, но и теоретическое значение.
Влага
Содержание влаги в ТГК связан как с генетическими факторами торфо — и углеобразования и условиям залегания ископаемого угля в недрах, так и со способами их добычи, хранения и переработки.
Вся влага, содержащаяся в ТГК, находящихся в естественных условиях залегания, называется естественной (Wпр).
http://credit-saratov64.ru/zajmy-onlajn
Влагу, содержащуюся в добытого угля, назван общей влагой (Wt) или общей рабочей влагой (Wrt).
При хранении угля на открытом воздухе часть влаги теряется за счет испарения. Влага, выделившаяся при этом называется внешней (Wex), а оставшуюся в угле гигроскопической (Wh).
Внутренняя или гигроскопическая влага называется также влажной адсорбционной, лабораторной или влажной аналитической пробы (Wa). Аналитической называется проба угля, отобранная и подготовленная для анализа в соответствии с требованиями стандартов с размером зерен менее 0,2 мм.
Ископаемый уголь, из которого удалена внешняя влага называют воздушно сухими, а если удалена и внутренняя влага, то уголь называют абсолютно сухим.
Содержание внешней влаги определяется по потере массы навески при сушке угля при комнатной температуре и нагреве в сушильном шкафу до температуры не более 40 0С для бурых и не более 50 0С для каменного угля. Крупность зерен не должна превышать 20 мм, а масса пробы должна быть не менее 500 г. Дека для сушки ставится в вытяжной шкаф, в помещение с вентиляцией, или сушильный шкаф. Время от времени пробу перемешивают и взвешивают до тех пор, пока различие между двумя взвешиваниями течение двух часов будет не более 0,3% первичной навески для бурого угля и 0,1% для каменного. Продолжительность сушки не должна превышать 8:00 и только для бурого угля с общей сыростью более 30% она может быть продолжена.
Для ускоренного определения внешней влаги можно сушить пробу в сушильном шкафу в атмосфере азота при температуре 80 0С.
Содержание внешней влаги (%):
,
где G1 — потеря массы при сушке пробы, г;
G — масса начальной пробы, г.
Содержание гигроскопической влаги (влажная воздушно-сухого угля) определяется в лабораторной пробе массой не менее 500 г, крупностью до 3 мм путем ее сушки при 105-110 0С. Каменный уголь сушат 60, бурый 60 и антрацит 120 мин. Контрольная сушка имеет тивалисть 30 мин. к различию не более 0,1%.
Аналитическую пробу перемешивают и с различной глубины из двух трех мест отбирают в заранее взвешенные стакана навески угля 1 0,1 г с точностью до 0,002 г. Навески помещают в предварительно нагретую до 105-110 0С сушильный шкаф и сушат бурый уголь в течение 60 мин., Каменный уголь и антрацит 30 мин. Контрольные просушки, продолжительностью по 10 мин., Проводят до тех пор, пока разница в двух последующих взвешиваниях будет меньше 0,001 г или к увеличению массы.
Ускоренный метод определения массовой доли влаги основан на высушивании угля при температуре 140 5 0С. Для определения влаги аналитической пробы продолжительность сушки для каменного угля, антрацита и продуктов мокрого обогащения составляет 5 мин., Бурого угля 20 мин.
Взаимосвязь между природой стпдиею метаморфизма и составом угля и содержанием влаги наблюдается только в аналитической пробе.
Содержание влаги в ТГК (Wа): в зависимости от вида происхождения и стадии углефикации составляет в торфах до 30 — 45%;
буром угле: гумиты — от 5 до 25%,
липтобиолиты — 5-8%,
сапропелиты — 4-8%;
каменном угле: Донецкий уголь марок Д — до 9%,
Г — до 5%,
Ж — до 3,5%,
К — до 2,5 %,
ПС — до 1,5%,
П — до 1,0%,
А — до 4,0%;
липтобиолиты — 1,5 — 3%,
сапропелиты — до 2,5%,
горючих сланцах — 4 — 5%.
В одном и том же угле наибольшей влажностью обладает витринита, наименьшей — фюзинит, лейптинит занимает промежуточное, близкий к фюзиниту, положение.
Количество влаги в угле (общей, рабочей, внешней и аналитической) имеет большое практическое значение, способствуя или препятствуя окислению и самонагревания, ухудшая сыпучесть и вызывая смерзания угля, снижая энергетический КПД использования угля.
Содержание гигроскопической влаги в угле позволяет судить о количестве полярных фрагментов. При преобразовании торфа в бурый и каменный уголь содержание карбоксильных и гидроксильных групп в них уменьшается, что ведет к уменьшению родства угля к воде.
Минеральные компоненты и зольность угля
Сложность состава минеральной части ТГК, а так же разнообразие форм их связи с органической массой вызывает большие трудности аналитического определения минеральных компонентов в неизменном состоянии, в связи с чем о содержании минеральных веществ в угле (М) приходится судить не прямо, а по количеству золы, остающейся после сжигания навески угля при свободном доступе кислорода воздуха. Золой, следовательно, называют твердый продукт полного окисления и термохимической преобразований минеральной и органо минеральной части ТГК.
Зольность угля определяется сжиганием в стандартных условиях навески в муфельной печи при температуре 800-830 0С. Навеска 1 0,1 г угля отбирается из аналитической пробы челнок с предварительно зафиксированной весом и решается с точностью до 0,2 мг. При необходимости навеска угля может быть менее 1 г. В аналитической пробе не должно быть частиц крупностью более 0,2 мм.
Различают медленное и ускоренное озоления.
При медленном озолении челнок с пробой помещают в холодную или нагретую до 300 0С печь, а затем поднимают температуру в муфели к 800-830 0С и прожарюають при конечной температуре 1,0-1,5 часа. Писляпрожарювання лодочки с золой вынимают из муфеля, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают. Контрольное взвешивание осуществляется после дополнительного прокаливания в течение 30 мин. Разница между двумя взвешиваниями не должна быть больше 1 мг.
Ускоренное озоления с естественной вентиляцией осуществляют в муфельной печи, нагретой до 850-875 0С. Лодочки с навеской устанавливают на пластинке у края печи и выдерживают в этом положении 3 мин., А затем продвигают в муфельную печь со скоростью 2 см в мин. и закрывают дверцу.
Продолжительность прокаливания при 800-8300С для каменного угля и антрацита 35 мин. в лодочке No2 и 25 мин. в лодочке No3, для бурого угля соответственно 25 и 20 мин. Челнок No2 имеет размеры: длина — 85 мм, ширина — 14 мм, высота — 10 мм, челнок No3 соответственно 105, 18 и 14 мм.
Ускоренное озоления с подачей в муфельную печь кислорода проводят аналогично предыдущему, только после закрытия муфеля в него подают кислород со скоростью 3 л / мин. Продолжительность озоления при температуре 800-830