19. Элементный состав углей.
В элементный состав входит определение: С, О, Н, S, N. В углях может находится Cl, P и др. элементы в малых количествах. Данные элемент. анализа считаются обязательными при проведении проц. коксования, научно- исследовательских работ. По этим данным можно рассчитать выход сероводорода, аммиака и др. продуктов.
Содержание С и Н:
Определ. одновременно из одной навески угля при постепенном сжигании угля при t=800град. в токе кислор. возд., с последующим определением выхода диоксида углерода и воды, для чего использ. р-р КОН(40%) и серн. кисл. – стандартный метод. Существуют еще: хромотографический анализ, амперометрия, потенциометрия.
Содержание N ,S ,P:
Для определения сод. N применяется мет. Кьельдаля. Использ. специальная колба Кьельдаля, в кот. навеска угля обрабатывается в течение 4-5 ч. кипящей концентр. серной кислотой с добавлением катализаторов. N переходит в NH(3), кот. дает сульфат аммония, далее разлаг. 40% NaOH, а выделяющийся NH(3) улавливают водой и титруют сер. кисл.
So рассчитывают по разности: орг.сера=общ.с.-сульфатная с.- пиритная с.-элементная с.
Р в разных уг. содерж. в разных количествах. Р – явл. нежелательной примесью для уг., используемых для коксования, т. к. весь Р переходит в кокс, а затем в чугун и сталь, придавая свойство хладноломкости. Для определ. содерж. Р использ. м. Эшка – в проц. сжигания Р в уг. превращается в соль фосфорномолибденового аммония. Главная ценность элементного анализа в том, что по содерж. С, Н, О можно оценить химическую зрелость углей, но нельзя выяснить молекулярную структуру углей, свойства угольного вещества.
20. Теплота сгорания углей.
Важный параметр, характеризующий энергетич. ценность углей. Это кол-во тепла, выделяемое при полном сгорании ед. массы топлива. Использ. в технолог-х классификациях углей. (кДж/кг, МДж/кг, ккал/кг).
Методы определения:
1.Q по бомбе Q(б) - в эту величину вносят поправки на тепл. образ.HNO(3) за счет азота в углях и образов. серной кисл. за счет образования SO(3) в бомбе.
2. высшая тепл. сгор.Q(в) –соответствует условию, при кот. исп. Q топлива таково, что все водяные пары в продуктах горения доводятся до 0 град., т. е. все пары полностью конденсируются, отдавая теплоту испарения.
3. низшая теплота сгор.Q(н) (полезная т. с.) – чтобы рассчитать, надо знать влагу топлива.
В зависим. от степени метаморф. на начальной стад.Q увелич., но далее остается на усредненном уровне. В зависим. от петрограф. состава Q увелич. в ряду инертинита, витринита, семивитринита, лептинита, в соответствии с ростом в них сод. Н(2). Для сопоставления различных видов топлива, с точки зрения оценки их ценности, как энергетического сырья вводят понятие – условное топливо, кт. явл. эталоном для сравнения энергетической ценности углей.(Q=7000 ккал/кг). Производится пересчет любого вида топлива на условное топливо.
21. Плотность углей. Зависимость от стадии метаморфизма, петрогр. Состава, содержания минер. В-в.
-действительная плотность – масса угля без пор и трещин, отнесен. к ед. объема. Опред. пикнометрическим методом. Зависит от петрогр. состава, мет-ма, минер. примесей.
Плот. орг. массы гумусовых углей мен. в пределах 1,2-1,6 г/см3. Дейст. плотность меняется по кривой с минимумом:
Дейст. плотность зависит от элементного состава.
-кажущаяся плот. – характериз. кусковый уголь с присущ. ему влажн., минерализ., пористостью. Каж. плот. меньше действит. за счет наличия пор и трещин.
-насыпная – отношен. массы угля к заполнен. объему (при свобод. засыпке). Меняется в зависимости от гранулометрич. состава, влажн., формы и размера кусков.