अस्थिर पदार्थों की रिहाई और कोक अवशेषों की विशेषताएं

जब ठोस ईंधन को वायु पहुंच के बिना उच्च तापमान तक गर्म किया जाता है, तो हाइड्रोकार्बन गैसीय उत्पादों (सीओ, एच 2, सीएच 4, सीओ 2, आदि) के निर्माण के साथ विघटित हो जाते हैं, जिन्हें कहा जाता है "अस्थिर". ठोस ईंधन से वाष्पशील पदार्थों का विमोचन 100...1100 डिग्री सेल्सियस तापमान रेंज में होता है। वाष्पशील पदार्थों को हटा देने पर ठोस शेष रह जाता है कोक अवशेष.

अस्थिर पदार्थों का निकलनामें से एक है महत्वपूर्ण पैरामीटरकठोर कोयले और एन्थ्रेसाइट्स। अस्थिर उपज और विशेषताएं कोक अवशेषकोकिंग के लिए कोयले की उपयुक्तता, साथ ही ईंधन दहन के तरीकों का निर्धारण करना।

बढ़ते तापमान के साथ वाष्पशील पदार्थों की उपज बढ़ती है और कोयले के कणों के गर्म होने की दर पर निर्भर करती है। कोयले को 800...850 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने पर अधिकांश वाष्पशील पदार्थ बनते हैं। 850 डिग्री सेल्सियस पर 6...7 मिनट तक गर्म करने के बाद वाष्पशील पदार्थों का निकलना समाप्त हो जाता है।

सार मानक विधिअस्थिर पदार्थों की उपज का निर्धारण करने में विश्लेषणात्मक ईंधन नमूने के 1 ग्राम हिस्से को हवा तक पहुंच के बिना गर्म करना शामिल है टी= (850±10)°C 7 मिनट के लिए। वाष्पशील पदार्थों की उपज ईंधन में नमी की मात्रा को ध्यान में रखते हुए, प्रारंभिक नमूने के द्रव्यमान हानि के आधार पर निर्धारित की जाती है।

सुलगते कोयलेप्राप्त करने के लिए कच्चे माल के रूप में कार्य करें कोक, जिसका उपयोग अयस्क से लोहे को गलाने के दौरान ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया में कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। ऐसे कोयले गैर-केकिंग कोयले की तुलना में अधिक मूल्यवान होते हैं, जिनका उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।

कोयला सिंटरिंग को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

कोयले के कणों का नरम होना;

प्लास्टिक द्रव्यमान से ठोस अवशेष का निर्माण।

300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर केकिंग कोयले प्लास्टिक अवस्था में बदल जाते हैं। 500...550 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, प्लास्टिक द्रव्यमान कठोर हो जाता है और एक पापयुक्त ठोस अवशेष बनता है - चार. जब तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो अवशेषों की ताकत बढ़ जाती है और कोक.

प्लास्टोमेट्रिक संकेतकों का निर्धारण एक विशेष प्लास्टोमेट्रिक उपकरण में किया जाता है। परीक्षण की स्थितियाँ उद्योग में कोकिंग कोयले की स्थितियों के समान हैं। कोयले को लोड के तहत रखा जाता है और कांच के नीचे से एक तरफ से गर्म किया जाता है। उसी समय, पर अलग-अलग दूरियाँगर्म सतह से, कोयला कोक में परिवर्तन के विभिन्न चरणों में होगा। हीटिंग सतह के सबसे निकट की परत होगी कोक और अर्ध-कोक, फिर परत प्लास्टिक कोयला द्रव्यमान(प्लास्टिक परत), और प्लास्टिक द्रव्यमान के ऊपर कोयला है, जो अभी तक प्लास्टिक अवस्था में नहीं आया है। ये परतें तापन सतह के समानांतर स्थित होती हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चारकोल की परत बढ़ती है और कोयला प्लास्टिक अवस्था में चला जाता है। कोयला जितने अधिक समय तक प्लास्टिक अवस्था में रहता है, प्लास्टिक की परत उतनी ही मोटी होती जाती है।

प्लास्टोमेट्रिक विधि का उपयोग करके प्लास्टिक परत की मोटाई निर्धारित की जाती है पर- यह "कोयला-प्लास्टिक द्रव्यमान" और "प्लास्टिक द्रव्यमान-अर्ध-कोक" इंटरफेस के बीच की अधिकतम दूरी है (चित्र 1.5)।

चित्र 1.5 - प्लास्टोमेट्रिक परीक्षण अनुसूची

परीक्षण करने के लिए, 1.6 मिमी से कम कण आकार वाले कोयले (100±1) ग्राम का एक नमूना प्लास्टोमेट्रिक कप में रखा जाता है। कोयले के ऊपर लीवर के साथ एक स्टैम्प लगाया जाता है, जिस पर एक वजन लटकाया जाता है, जो 0.1 एमपीए का दबाव प्रदान करता है। हीटिंग इस तरह से किया जाता है कि प्रयोग शुरू होने के 30 मिनट बाद, कांच के नीचे की सतह पर तापमान 250 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। फिर, 730 डिग्री सेल्सियस तक, 3 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट (8 घंटे) की दर से हीटिंग किया जाता है। 350 डिग्री सेल्सियस से शुरू करके, प्लास्टिक परत के ऊपरी और निचले स्तर को निश्चित अंतराल पर मापा जाता है।

कोयले में वाष्पशील - ये (850 ± 10) 0 सी के तापमान पर मानक परिस्थितियों में कोयले को गर्म करने के दौरान निकलने वाले पदार्थ हैं। वाष्पशील पदार्थों की संरचना में शामिल हैं: नमी, कोयले के वाष्पशील कार्बनिक भाग, कुछ खनिजों के आंशिक रूप से अपघटन उत्पाद। भूरे कोयले से लेकर कठोर कोयले और आगे एन्थ्रेसाइट्स तक, वाष्पशील पदार्थों की मात्रा लगातार 50 से 4% तक गिरती रहती है। वाष्पशील पदार्थों को हटाने के बाद जो ठोस द्रव्यमान बचता है उसे कोक अवशेष कहा जाता है। कोयले के केकिंग गुणों को निर्धारित करने में वाष्पशील पदार्थों की सामग्री और कोक अवशेषों की प्रकृति का बहुत महत्व है।

वाष्पशील पदार्थों की उपज, कोयले की एक इकाई द्रव्यमान (प्रतिशत में) के लिए उनके द्रव्यमान के अनुपात के रूप में परिभाषित की जाती है और शुष्क राख-मुक्त ईंधन में परिवर्तित होती है, जो इसके कार्बनिक पदार्थ की संरचना और कार्बोनाइजेशन की डिग्री को दर्शाती है। एन्थ्रेसाइट्स में अस्थिर उपज 8% से अधिक नहीं है, कठोर कोयले में - 8 से 50% तक और भूरे कोयले में - 45-60%। सैप्रोपेलाइट्स में वाष्पशील पदार्थों की उपज विशेष रूप से अधिक (80% या अधिक) होती है। समान तकनीकी गुणों वाले कोयले, कुछ शर्तों के तहत, अस्थिर पदार्थों की उपज में 10% तक भिन्न हो सकते हैं।

एक तटस्थ वातावरण सुनिश्चित करने के लिए, वाष्पशील पदार्थों को दूर करने के लिए प्रति मिनट 0.7 से 1.4 गुना ओवन मात्रा परिवर्तन की प्रवाह दर पर नाइट्रोजन या आर्गन का उपयोग करें। ओवन का तापमान बढ़ाएं ताकि 26-30 के बराबर समयावधि में तापमान 107 0 C से बढ़कर 950 ± 20 0 C हो जाए। इस तापमान को 7 मिनट तक बनाए रखने के लिए उपकरण को प्रोग्राम करें। ओवन का तापमान बढ़ने पर टीजीए निर्दिष्ट अंतराल पर बंद क्रूसिबल का वजन करता है। एक्सपोज़र के अंत में ढक्कन के साथ क्रूसिबल का द्रव्यमान
अस्थिरता को गिनने के लिए 7 मिनट की समयावधि का उपयोग किया जाता है।

यदि विश्लेषण किए गए नमूने में अस्थिर पदार्थों का निर्धारण आर्द्रता के निर्धारण के तुरंत बाद किया जाता है (आर्द्रता के क्रमिक निर्धारण के दो चरणों में, फिर अस्थिरता), तो अस्थिरता (प्रतिशत में), वी, निम्नानुसार निर्धारित की जाती है:

वी = [(बी-सी)/डब्ल्यू] × 100

जहां C गर्म करने के बाद परीक्षण नमूने का द्रव्यमान (ग्राम में) है।

यदि अस्थिर पदार्थों का निर्धारण अलग से किया जाए, तो अस्थिरता इस प्रकार निर्धारित की जाती है:

डी = (डब्ल्यू-सी)/डब्ल्यू × 100

जहां डी बड़े पैमाने पर हानि है, %; वी = डी - एम

अस्थिरता निर्धारित करने के लिए मुख्य पैरामीटर:

तापमान - 915 o C.

तापन दर - 30 o C/मिनट।

प्रकार - समय रुकना।

एक्सपोज़र - 7:00.

गैस - नाइट्रोजन.

रूकावट के साथ।

ताप तौलना.

एक विशेष प्रोग्राम में (कंप्यूटर पर) जो टीजीए डिवाइस को नियंत्रित करता है, वाष्पशील पदार्थों की सामग्री सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

(एक्स-एक्स-बी)/एक्स*100

जहां विश्लेषण की शुरुआत में एक्स नमूने का वजन है; चरण 1 के अंत में X नमूने का वजन है; बी - विश्लेषण की शुरुआत में क्रूसिबल ढक्कन का वजन

ईंधन की सबसे महत्वपूर्ण थर्मल विशेषताओं में से एक अस्थिर उपज और कोक अवशेषों के गुण हैं। गर्म होने पर ठोस ईंधनदहनशील द्रव्यमान के ऊष्मीय रूप से अस्थिर जटिल ऑक्सीजन युक्त हाइड्रोकार्बन यौगिक ज्वलनशील गैसों की रिहाई के साथ विघटित होते हैं: हाइड्रोजन, हाइड्रोकार्बन, कार्बन मोनोऑक्साइड और गैर-ज्वलनशील गैसें - कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प। वाष्पशील पदार्थों की उपज वायु-शुष्क ईंधन के एक नमूने को 1 ग्राम की मात्रा में हवा की पहुंच के बिना 850 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 7 मिनट तक गर्म करके निर्धारित की जाती है। परीक्षण ईंधन नमूने के द्रव्यमान में उसमें मौजूद नमी को घटाकर अस्थिर उपज को ईंधन के दहनशील द्रव्यमान के रूप में जाना जाता है। विभिन्न ईंधनों में वाष्पशील पदार्थों की संरचना और दहन की ऊष्मा अलग-अलग होती है। जैसे-जैसे ईंधन की रासायनिक आयु बढ़ती है, वाष्पशील पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है और उनका उत्सर्जन तापमान बढ़ जाता है। साथ ही अक्रिय गैसों की मात्रा कम होने से वाष्पशील पदार्थों के दहन की ऊष्मा बढ़ जाती है। शेल के लिए, अस्थिर उपज दहनशील द्रव्यमान का 80-90% है; पीट - 70%; भूरे कोयले - 30-60%, ग्रेड जी और डी के कठोर कोयले - 30 - 50%, दुबले कोयले और एन्थ्रेसाइट्स के लिए अस्थिर उपज कम है और, तदनुसार, I -13 और 2-9% के बराबर है। इसलिए, अस्थिर पदार्थों की सामग्री और उनकी संरचना को ईंधन के कार्बोनाइजेशन की डिग्री और इसकी रासायनिक आयु के संकेत के रूप में लिया जा सकता है। पीट के लिए, वाष्पशील पदार्थों का विमोचन लगभग 100°C, भूरे और वसायुक्त कोयले - 150-170°C, तेल शेल - 230°C, दुबले कोयले और एन्थ्रेसाइट्स ~400°C के तापमान पर शुरू होता है और समाप्त होता है। उच्च तापमान- 1100-1200°C. ईंधन से वाष्पशील पदार्थों के आसवन के बाद, एक तथाकथित कोक अवशेष बनता है। जब कोयले में बिटुमिनस पदार्थ होते हैं, जो गर्म होने पर प्लास्टिक अवस्था में बदल जाते हैं या पिघल जाते हैं, तो वाष्पशील सामग्री के लिए परीक्षण किए गए कोयले का पाउडर का नमूना केक और फूल सकता है। थर्मल अपघटन के दौरान कम या ज्यादा मजबूत कोक बनाने की ईंधन की क्षमता को सिंटरेबिलिटी कहा जाता है। पीट, भूरे कोयले और एन्थ्रेसाइट पाउडर कोक का उत्पादन करते हैं। 42-45% की अस्थिर उपज वाले कठोर कोयले और 17% से कम की अस्थिर उपज वाले दुबले कोयले पाउडर या चिपचिपा कोक अवशेष उत्पन्न करते हैं। पके हुए कोक अवशेष बनाने वाले कोयले एक मूल्यवान तकनीकी ईंधन हैं और मुख्य रूप से धातुकर्म कोक के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाते हैं। सिंटर्ड या फ़्यूज्ड अवशेष के रूप में कोक को कुचले गए कोयले को 3-3.5 मिमी के आकार में 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा की पहुंच के बिना गर्म करके प्राप्त किया जाता है। कोक के गुण उसकी संरचना पर निर्भर करते हैं कार्बनिक यौगिकईंधन का दहनशील द्रव्यमान और उसमें वाष्पशील पदार्थों की सामग्री।

कोयले की संरचना में, साथ में कार्बनिक पदार्थखनिज अशुद्धियाँ मौजूद होती हैं, जो आमतौर पर गिट्टी होती हैं। कोयले का मूल्यांकन करने के लिए, इन घटकों के बीच संबंध जानना महत्वपूर्ण है। तकनीकी विश्लेषण में नमी (डब्ल्यू), राख सामग्री (ए), वाष्पशील पदार्थ (वी), सल्फर सामग्री (एसओबी), कैलोरी मान (क्यू) और कोक अवशेष का निर्धारण शामिल है।

नमीकोयले के दहन की गर्मी को कम करता है। कोयले को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: बी1 - 40% से अधिक नमी सामग्री के साथ, बी2 - 30-40%, बी3 - 30% या उससे कम। आर्द्रता का निर्धारण 1050°C तक गर्म करके या सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड पर डेसीकेटर में सुखाकर किया जाता है। 1% नमी कोयले की तापीय चालकता को 6 किलो कैलोरी कम कर देती है।

राख सामग्री. राख कोयले की खनिज अशुद्धियों से बना एक ठोस गैर-दहनशील अवशेष है; वजन के हिसाब से यह खनिज अशुद्धियों के बराबर नहीं है, क्योंकि उनमें से कुछ गैस और जलवाष्प में बदल जाते हैं। राख का प्रत्येक प्रतिशत ब्लास्ट फर्नेस उत्पादकता को 2.5% कम कर देता है। कोकिंग कोयले के लिए अनुमेय राख सामग्री 10% से कम है बढ़िया सामग्रीराख के लिए कोयला संवर्धन की आवश्यकता होती है। राख बनाने वाले मुख्य घटक: ऑक्सी-

ऑक्साइड Si, Al, Fe, Ca, Mq, Na, K; Ti और Mn ऑक्साइड गौण महत्व के हैं।

अस्थिर पदार्थों का निकलना. दहनशील भाग को संदर्भित करता है; शुष्क आसवन के दौरान, कोयला आंशिक रूप से वाष्पशील पदार्थों (सीएच 4, एच, सीओ, सीओ 2, आदि) में बदल जाता है। वाष्पशील पदार्थ बहुत मूल्यवान होते हैं। उनमें जलने की क्षमता होती है, और वे विभिन्न रासायनिक उत्पादों के उत्पादन का आधार भी बनते हैं: रंग, प्लास्टिक, सुगंधित पदार्थ और विस्फोटक।

कोक अवशेष. यह वाष्पशील पदार्थों को हटाने के बाद बचा हुआ एक ठोस अवशेष है, जो इसमें मौजूद कोयले की गुणवत्ता पर निर्भर करता है कुछ अलग किस्म का. यह पाउडर हो सकता है - बिना सिंटर्ड, सिंटर्ड, फ़्यूज्ड या विस्तारित। कोयले की सिंटरिंग क्षमता, कुछ शर्तों के तहत गर्म होने पर, एक पूरे में संयोजित होने और एक छिद्रपूर्ण संरचना के साथ पर्याप्त रूप से मजबूत ठोस अवशेष - धातुकर्म प्रकार कोक का उत्पादन करने की क्षमता में व्यक्त की जाती है। जो कोयले पाउडर जैसा अवशेष उत्पन्न करते हैं, वे पकते नहीं हैं और केवल ऊर्जा प्रयोजनों के लिए उपयुक्त होते हैं। कोयले, विशेष रूप से कोक कोयले में सल्फर एक हानिकारक अशुद्धता है, जिससे अयस्क गलाने के दौरान कोक की खपत बढ़ जाती है और लोहे की गुणवत्ता खराब हो जाती है। सल्फर सामग्री के आधार पर, कोयले को समूहों में विभाजित किया जाता है: निम्न-सल्फर (1.5% तक), मध्यम-सल्फर (1.5-2.5%), सल्फर (2.5-4%), उच्च-सल्फर (4% से अधिक)। उत्तरार्द्ध पूर्व संवर्धन के बिना लौह धातु विज्ञान में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

ज्वलन की ऊष्माकोयला लगभग 24.62 kJ/kg है। इसे प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है - एक कैलोरीमीटर बम में कोयले को जलाकर, और गणना द्वारा, सूत्रों का उपयोग करके। एन्थ्रेसाइट और दुबले कोयले का कैलोरी मान सबसे अधिक होता है।

कई मामलों में, विशेष रूप से अन्वेषण के अलावा, गैर-धात्विक खनिजों के मूल्यांकन में तकनीकी गुणकच्चे माल (दुर्दम्य और सिरेमिक मिट्टी, फ्लक्स के रूप में चूना पत्थर, काओलिन, तालक, आदि) का रासायनिक विश्लेषण भी किया जाना चाहिए। कुछ खनिजों (फाउंडिंग रेत) के लिए ग्रैनुलोमेट्रिक विश्लेषण भी किया जाता है।

प्रयोगशाला कार्य क्रमांक 3

कोयले की नमी की मात्रा के आधार पर उनके दहन की ऊष्मा का निर्धारण,

राख की मात्रा और अस्थिर पदार्थ की उपज

कार्य का लक्ष्य- प्रमुख संकेतकों को निर्धारित करने के तरीकों से परिचित हों तकनीकी विश्लेषणकोयले, उपयुक्त प्रयोगशाला उपकरणों के संचालन में व्यावहारिक कौशल हासिल करें और त्वरित कोयला मूल्यांकन पद्धति की मूल बातें व्यवहार में सीखें।

प्रयोगशाला का काम जटिल है. यह कोयले के तीन मुख्य संकेतकों - नमी, राख सामग्री और वाष्पशील पदार्थों की रिहाई के निर्धारण पर आधारित है, जिसके आधार पर कोयले के कार्यशील द्रव्यमान के निम्न कैलोरी मान की गणना की जाती है, जो सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है। ऊर्जा ईंधन के रूप में कोयले की गुणवत्ता।

दहन की ऊष्मा, जिसे आमतौर पर प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है, तापीय ऊर्जा की वह मात्रा है (जिसे इसके बाद ऊष्मा या गर्मी कहा जाता है) जब ईंधन के दहनशील घटक ऑक्सीजन गैस द्वारा पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाते हैं। इस मामले में, यह स्वीकार किया जाता है कि ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, उच्च ऑक्साइड बनते हैं और सल्फर केवल ऑक्सीकरण होता है, और ईंधन नाइट्रोजन आणविक नाइट्रोजन के रूप में जारी होता है। दहन की ऊष्मा एक विशिष्ट विशेषता है। कठिन और में तरल ईंधनद्रव्यमान की एक इकाई को संदर्भित किया जाता है, अर्थात 1 किलोग्राम(दहन की विशिष्ट ऊष्मा), और गैसीय ईंधन के लिए - सामान्य भौतिक परिस्थितियों में एक इकाई आयतन (दहन की वॉल्यूमेट्रिक ऊष्मा) तक, अर्थात आर = पी0 = 760 एमएमएचजी कला। = 1 एटीएम =101325 देहातऔर
टी = टी 0 = 273.15 को (टी = टी 0 = 0°C). इसकी वजह मी 3इन शर्तों के तहत इसे "नाम मिला" सामान्य घन मीटर "और अनुशंसित पदनाम" नहीं। मी 3" इस प्रकार, गैसीय ईंधन को 1 के रूप में वर्गीकृत किया गया है नहीं। मी 3.तकनीकी साहित्य में स्वीकृत माप की इकाइयाँ: " केजे/किलो» (« केजे/सं. मी 3") या " एमजे/किलो» (« एमजे/नं. मी 3"). पुराने तकनीकी साहित्य में, माप की इकाइयाँ थीं " किलो कैलोरी/किलो» (« किलो कैलोरी/सं. मी 3"). इन्हें माप की आधुनिक इकाइयों में परिवर्तित करते समय यह याद रखना चाहिए कि 1 किलो कैलोरी = 4,1868 के.जे.

ऊष्मा की वह मात्रा जो पूर्ण दहन के उत्पादों को गर्म करने में खर्च हुई 1 किलोग्रामया 1 नहीं। मी 3ईंधन, बशर्ते कि इन उत्पादों में संघनित जल वाष्प, यानी पानी हो, कहा जाता है ईंधन का उच्च कैलोरी मान . इस ऊष्मा को इस प्रकार दर्शाया जाता है।

यदि ईंधन के दहन के दौरान जलवाष्प संघनित नहीं होता है, तो जलवाष्प के संघनन की गुप्त ऊष्मा (पानी के वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा) की मात्रा से दहन उत्पादों को गर्म करने के लिए जारी ऊष्मा की एक छोटी मात्रा का उपभोग किया जाएगा। ऐसे में गर्मी को बुलाया गया ईंधन का कम तापन मान और के रूप में दर्शाया गया है। इस प्रकार, निर्धारण में ईंधन की नमी को वाष्पित करने में खर्च होने वाली गर्मी और ईंधन में हाइड्रोजन के दहन के दौरान बनने वाली नमी को ध्यान में नहीं रखा जाता है। तदनुसार, मूल्य कैसे से संबंधित है .

कोयले की संरचना, किसी भी अन्य ठोस ईंधन की तरह, वजन (wt.%) द्वारा प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है। इस मामले में, निम्नलिखित को अक्सर 100% के रूप में लिया जाता है:

· काम करने की स्थिति में ईंधन की संरचना (इसके कामकाजी द्रव्यमान की संरचना), सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित " आर »:

· विश्लेषणात्मक अवस्था में रचना (विश्लेषणात्मक द्रव्यमान की संरचना), सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित " ए »:

· सूखी रचना (शुष्क द्रव्यमान रचना), सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित " डी »:

· शुष्क, राख-मुक्त अवस्था में रचना (शुष्क, राख-मुक्त द्रव्यमान की संरचना), सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित " daf »:

जहां कोयले के संगत द्रव्यमान में द्रव्यमान अंश कार्बन, हाइड्रोजन, दहनशील सल्फर, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कुल और विश्लेषणात्मक नमी, वजन हैं। %; ए - कोयले के संगत द्रव्यमान की राख सामग्री, वजन। %.

कोयले के दहन की गर्मी निर्धारित करने के लिए, एक एकल मानक विधि का उपयोग किया जाता है - एक कैलोरीमीटर बम में दहन की विधि। इस विधि से, एक विश्लेषणात्मक कोयला नमूने के एक भाग का वजन 0.8...1.5 होता है जीएक भली भांति बंद करके सील किए गए धातु के बर्तन में संपीड़ित ऑक्सीजन के वातावरण में जलाया जाता है - एक कैलोरीमीटर बम, जिसे पानी की एक निश्चित मात्रा में डुबोया जाता है। इस पानी का तापमान बढ़ाकर नमूने के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा निर्धारित की जाती है। यह बम के लिए ईंधन दहन गर्मी देता है। इस तथ्य के कारण कि ईंधन दहन काफी विशिष्ट तरीके से होता है

चावल। योजनाबद्ध आरेखठोस ईंधन के दहन की गर्मी निर्धारित करने के लिए शास्त्रीय कैलोरीमीटर

1 - कैलोरीमीटर बम; 2 - उत्तेजक; 3 - थर्मोस्टेट कवर; 4 - अड़चन को प्रज्वलित करने की प्रणाली; 5 - थर्मामीटर या उसे बदलने वाला उपकरण; 6 - कैलोरीमीटर पोत; 7 - थर्मोस्टेट.

स्थितियाँ (शुद्ध ऑक्सीजन का वातावरण, दहनशील सल्फर का ऑक्सीकरण)। अत: 3 संघनित नमी में नाइट्रिक एसिड के बाद के गठन के साथ, और इसी तरह), मूल्य की पुनर्गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

सल्फ्यूरिक एसिड के निर्माण की ऊष्मा कहाँ से आती है? अत: 2 और इसे पानी में घोलने पर संख्यात्मक रूप से बराबर हो जाता है 94,4 के.जे. 1% सल्फर पर आधारित; - "बम वॉश में" सल्फर सामग्री, कोयले के प्रारंभिक नमूने के आधार पर, दहन के दौरान सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित सल्फर की मात्रा है। % (कोयले के विश्लेषणात्मक द्रव्यमान में कुल सल्फर सामग्री के बजाय उपयोग किया जा सकता है, यदि (कांस्क-अचिंस्क बेसिन से भूरे कोयले के लिए 0.8%, कठोर कोयले के लिए 1.0 और एन्थ्रेसाइट के लिए 1.2%) , ए (कांस्क-अचिंस्क बेसिन से भूरे कोयले के लिए 15.5 एमजे/किग्रा, कठोर कोयले के लिए 15.7 और एन्थ्रेसाइट के लिए 16.0 एमजे/किग्रा) ; ए - नाइट्रिक एसिड के गठन और विघटन की गर्मी को ध्यान में रखते हुए गुणांक, के बराबर दुबले कोयले और एन्थ्रेसाइट्स के लिए 0.001और 0.0015 - अन्य सभी ईंधनों के लिए .

जानने के बाद, पहले ईंधन के कार्यशील द्रव्यमान का उच्च कैलोरी मान निर्धारित करें:

, (2)

कहाँ =एमजे/किलोया एमजे/नॉर्म.एम 3; =
= wt. %.

गुणांक 24.62 इंच (3) गर्म पानी की गर्मी को दर्शाता है
टी 0 = 0°C से टी = 100°C और इसका वाष्पीकरण पी0 = 101325 देहातपर आधारित
1 वजन. % पानी।

ईंधन की परिचालन स्थिति के लिए गणना किया गया मूल्य भट्टियों में इसके दहन के दौरान जारी वास्तविक गर्मी से मेल खाता है, और इसलिए थर्मल इंजीनियरिंग गणना में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ईंधन की गुणवत्ता का एक अभिन्न संकेतक है और काफी हद तक उनके उपभोक्ता गुणों को निर्धारित करता है।

जीवाश्म कोयले की मुख्य विशेषताओं में से एक हवा के उपयोग के बिना गर्म होने पर उनके कार्बनिक द्रव्यमान को विघटित (नष्ट) करने की क्षमता है। इस तरह के ताप से, गैस और वाष्प अपघटन उत्पाद बनते हैं जिन्हें वाष्पशील कहा जाता है। ताप क्षेत्र से वाष्पशील पदार्थों को हटाने के बाद एक अवशेष बचता है जिसे कोक अवशेष या कोक अवशेष कहा जाता है। चूंकि कोयले में अस्थिर पदार्थ नहीं होते हैं, लेकिन गर्म होने पर बनते हैं, वे "अस्थिर पदार्थों की उपज" की बात करते हैं, न कि कोयले में उनकी सामग्री के बारे में।

वाष्पशील पदार्थों की उपज को वाष्पशील पदार्थों के सापेक्ष द्रव्यमान के रूप में समझा जाता है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, जो मानक परिस्थितियों में कोयले के थर्मल अपघटन के दौरान बनता है। वाष्पशील पदार्थों की रिहाई को प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है वी , और गैर-वाष्पशील (कोक) अवशेष है एन.वी. .

वाष्पशील पदार्थों के वाष्पशील भाग में संघनित हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो तैलीय और रालयुक्त पदार्थों का एक समूह है जो सबसे मूल्यवान रासायनिक उत्पाद हैं।

वाष्पशील पदार्थों के गैसीय भाग में संतृप्त और असंतृप्त श्रृंखला की हाइड्रोकार्बन गैसें होती हैं ( सीएच 4 , सी एम एच एन और इसी तरह), कार्बन मोनोऑक्साइड और डाइऑक्साइड ( सीओ , सीओ 2 ), हाइड्रोजन ( एच 2 ) और इसी तरह।

गैर-वाष्पशील अवशेषों की संरचना में मुख्य रूप से राख के रूप में कार्बन और खनिज अशुद्धियाँ शामिल हैं।

वाष्पशील पदार्थों की उपज जीवाश्म कोयले के मुख्य वर्गीकरण मापदंडों में से एक है। अस्थिर उपज मूल्यों और कोक अवशेषों की विशेषताओं के आधार पर, कोकिंग के लिए कोयले की उपयुक्तता और प्रसंस्करण और दहन प्रक्रियाओं में कोयले के व्यवहार का आकलन किया जाता है।

वाष्पशील पदार्थों की उपज निर्धारित करने के लिए मानक विधि का सार 1±0.1 ग्राम वजन वाले कोयले के एक विश्लेषणात्मक नमूने को हवा तक पहुंच के बिना गर्म करना है। टी = 900±5 डिग्री सेल्सियस 7 के भीतर मिन. वाष्पशील पदार्थों की उपज ईंधन में नमी की मात्रा को ध्यान में रखते हुए, प्रारंभिक नमूने के द्रव्यमान के नुकसान से निर्धारित होती है।

एक विश्लेषणात्मक नमूने से वाष्पशील पदार्थों की रिहाई की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है

(4)

कहाँ = wt. %; - वाष्पशील पदार्थों के निकलने के बाद कोयले के नमूने का वजन कम होना, जी; - कोयले के प्रारंभिक नमूने का वजन, जी; - विश्लेषणात्मक कोयला नमूने के प्रारंभिक भाग में नमी की मात्रा, वजन। %;

- परीक्षण किए गए कोयले के विश्लेषणात्मक नमूने से गैर-वाष्पशील अवशेषों की उपज,%, की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है

कोयले की सूखी, राख रहित अवस्था में वाष्पशील पदार्थों की उपज निम्नानुसार निर्धारित की जाती है:

. (6)

निरपेक्ष मानों में दो समानांतर निर्धारणों के परिणामों के बीच अनुमेय अंतर 0.3 wt से अधिक नहीं होना चाहिए। वजन पर %.%; 0.5 wt. वजन पर % %; 1.0 वजन. वजन पर % % .

वाष्पशील पदार्थों की उपज निर्धारित करने के लिए, उपयोग करें:

गर्मी प्रतिरोधी स्टील या तार से बनी मफल भट्टी में क्रूसिबल स्थापित करने के लिए स्टैंड;

कम से कम 1000 के अधिकतम ताप तापमान के साथ थर्मोस्टेट के साथ इलेक्ट्रिक मफल फर्नेस ° सी, वाष्पशील पदार्थों को मुक्त रूप से हटाने के लिए (यदि इन पदार्थों को हटाने के लिए कोई आउटलेट ट्यूब नहीं है) और एक नियंत्रण थर्मोकपल लगाने के लिए सामने के दरवाजे में एक छेद है और थर्मोकपल स्थापित करने के लिए पीछे की दीवार में एक छेद है।

तापमान को एक स्थिर थर्मोकपल का उपयोग करके मापा जाता है। कोयले के विश्लेषणात्मक नमूने से, (1 ± 0.01) वजन वाले कोयले के दो नमूने पहले से तौले गए क्रूसिबल में लिए जाते हैं। जी.. नमूना को क्रूसिबल के तल पर एक समान परत में वितरित किया जाता है, क्रूसिबल को साफ, सूखी सतह पर हल्के से टैप किया जाता है। क्रूसिबल को 0.0002 की सटीकता के साथ ढक्कन से और सावधानी से ढक दिया जाता है जीबंद क्रूसिबलों को तौले हुए हिस्सों से तौलें।

कोयले की तौली हुई मात्रा और बंद ढक्कन वाले क्रूसिबलों को अपने-अपने स्टैंड पर रखा जाता है और जल्दी से मफल भट्टी में लाया जाता है, पहले से गरम किया जाता है टी = 900±5 °С,जिसे एक स्थिर थर्मोकपल द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। ओवन का दरवाज़ा बंद है. बिल्कुल 7 में मिन(±5 सेकंड) क्रूसिबल वाले स्टैंड को ओवन से निकाला जाता है और ठंडा किया जाता है - पहले 5 मिनट के लिए हवा में, क्रूसिबल से ढक्कन हटाए बिना, और फिर एक डेसिकेटर में कमरे के तापमान पर और 0.0002 की सटीकता के साथ तौला जाता है जी. सभी मापों और गणनाओं के परिणाम तालिका 1 में दर्ज किए गए हैं।

मानों की गणना सूत्र (7) का उपयोग करके की जाती है, और - सूत्र (8) का उपयोग करके की जाती है:

(7)

(8)

कार्य - आदेश

1. आवश्यक तालिकाएँ तैयार करें और संचालन करें आवश्यक गणना. परिणामों को तालिका 1 और तालिका 2 में रिकॉर्ड करें।

तालिका नंबर एक

अस्थिर पदार्थों की उपज का निर्धारण करने के परिणाम

3. प्राप्त का उपयोग करना प्रयोगशाला कार्यनंबर 2 मान (10.03%), (13.14%) और (तालिका 1 से 30.7%), गणना करें और, कोयले के तकनीकी विश्लेषण के आवश्यक संकेतकों की सूची में शामिल करें, और (11.82%) गणना के लिए आवश्यक हैं

4. कार्य में प्रस्तावित कोयले के ग्रेड को ध्यान में रखते हुए और प्राप्त संकेतकों का उपयोग करते हुए, निम्नलिखित विधियों का उपयोग करके कोयले का आकार निर्धारित करें।

विधि 1.और प्रस्तावित के बीच संबंध का प्रयोग करें