3. Определение выхода летучих веществ
Общие сведения
В процессе нагревания всех видов твёрдого топлива происходит распад органических веществ горючей массы с выделением газообразных продуктов разложения – летучих веществ. Они бывают горючие и негорючие. К первым относятся: водород, окись углерода, метан, сложные углеводороды, ко вторым – водяные пары.
Твёрдый остаток топлива, полученный после отгонки летучих веществ, называется коксом. Он состоит из углерода и золы. Кокс различают: порошко-образный, слипшийся, сплавленный, слабоспёкшийся, рыхлый, вспученный и др.
Содержание летучих веществ и характер кокса влияют на процесс горения топлива: температуру воспламенения, характер пламени, оживление процессов горения на решётке в случае спекающихся коксов и т.д.
По количеству летучих веществ и характеру кокса каменные угли маркируют на длиннопламенные, газовые, тощие и др., а также учитывают эти характеристики при выборе способа сжигания топлива и конструкции отдельных элементов топки.
Количество летучих принято определять на горючую массу топлива VГ с помощью весового метода. Сущность метода заключается в нагревании навески топлива в закрытом тигле при температуре 850°С. выход летучих веществ вычисляется по разности между общей потерей массы и потерей, происходящей за счёт испарения влаги.
Порядок проведения опыта
Взвесив с точностью до 0,001 г просушенный тигель 6 (см. рис. 2) с крышкой, помещают в него 1 г измельчённого топлива, покрывают крышкой и снова взвешивают.
Открывают дверцу муфельной печи 1, нагретой до устойчивой температуры 850°С, и быстро ставят в печь тигель 6, закрытый крышкой.
Продолжительность нагревания пробы угля массой 1 г составляет 7 мин. При навеске более 1 г об окончании нагревания топлива судят по исчезновению язычков пламени из отверстия в крышке. это свидетельствует о завершении сгорания основной массы летучих веществ.
Температура при нагревании навески топлива не должна превышать 850°С, что контролируется термоэлектрическим пирометром 3,4.
По окончании нагревания тигель вынимают из печи. При наличии налёта сажи на внешней поверхности тигля опыт повторяют, так как это приводит к искажению весовых соотношений.
Вынутый тигель охлаждают на воздухе 5 мин и окончательно в эксикаторе до комнатной температуре.
После охлаждения тигель с коксом взвешивают и определяют искомые величины:
а ) выход летучих в аналитической пробе топлива:
где g1 – убыль массы топлива, г;
g – масса навески топлива, г;
- влажность аналитической пробы топлива, %;
б) содержание кокса в топливе:
в) выход летучих на условную горючую массу:
где - содержание золы в аналитической пробе топлива, %.
В конце опыта рекомендуется осторожно высыпать твёрдый остаток из тигля на бумагу и, осмотрев его, указать характер полученного кокса.
Анализ полученных результатов
В конце проведения опытов нужно сравнить полученные данные влажности, зольности и выхода летучих веществ топлива с нормативными вели -чинами для данного сорта топлива (табл. 2) и при наличии значительных рас - хождений установить причины этого.
Обобщение опытных данных по исследуемому топливу приводят в табл.1.
Таблица 1
Сорт топлива
-
Показатели
AC %
VГ %
Примечание *
Опытные
Нормативные
Расхождение
* Привести объяснения выявленных расхождений.
П ри сравнительных подсчётах определяют приведенную влажность
и приведенную зольность топлива
где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, ккал/кг (табл. 2.);
- соответственно влажность и зольность рабочей массы топлива, %