Prchavé látky. Technická analýza uhlia

Jednou z najdôležitejších tepelných charakteristík palív je prchavý výťažok a vlastnosti koksového zvyšku. Pri zahrievaní tuhých palív dochádza k rozkladu tepelne nestabilných komplexných uhľovodíkových zlúčenín horľavej hmoty s obsahom kyslíka za uvoľňovania horľavých plynov: vodíka, uhľovodíkov, oxidu uhoľnatého a nehorľavých plynov - oxidu uhličitého a vodnej pary. VÝCHOD prchavé látky stanoví sa zahrievaním vzorky paliva sušeného na vzduchu v množstve 1 g bez prístupu vzduchu pri teplote 850 °C počas 7 minút. Výťažok prchavých látok, definovaný ako pokles hmotnosti vzorky testovaného paliva mínus vlhkosť v nej obsiahnutá, sa označuje ako horľavá hmotnosť paliva. Rôzne palivá majú rôzne zloženie a teplo spaľovania prchavých látok. So zvyšujúcim sa chemickým vekom paliva klesá obsah prchavých látok a zvyšuje sa teplota ich uvoľňovania. Zároveň sa v dôsledku poklesu množstva inertných plynov zvyšuje spaľovacie teplo prchavých látok. V prípade bridlíc je prchavý výťažok 80 – 90 % horľavej hmoty; rašelina - 70%; hnedé uhlie - 30-60%, čierne uhlie tried G a D - 30-50%, pre chudé uhlie a antracit je prchavý výťažok nízky, a preto sa rovná I -13 a 2-9%. Preto obsah prchavých látok a ich zloženie možno považovať za znaky stupňa karbonizácie paliva a jeho chemického veku. U rašeliny sa uvoľňovanie prchavých látok začína pri teplote približne 100 °C, hnedé a mastné uhlie - 150-170 °C, bridlice - 230 °C, chudé uhlie a antracit ~400 °C a končí pri vysoké teploty-1100-1200°C. Po oddestilovaní prchavých látok z paliva vzniká takzvaný koksový zvyšok. Ak uhlie obsahuje bitúmenové látky, ktoré sa pri zahriatí menia na plastický alebo sa roztavia, prášková vzorka uhlia testovaná na prchavý obsah sa môže spekať a napučať. Schopnosť paliva vytvárať viac alebo menej silný koks počas tepelného rozkladu sa nazýva spekacia schopnosť. Rašelina, hnedé uhlie a antracit produkujú práškový koks. Kamenné uhlie s výťažkom prchavých látok 42 až 45 % a chudé uhlie s výťažkom prchavých látok nižším ako 17 % vytvárajú práškový alebo lepkavý koksový zvyšok. Uhlie tvoriace spečený koksový zvyšok je cenným technologickým palivom a používa sa predovšetkým na výrobu hutníckeho koksu. Koks vo forme spekaného alebo taveného zvyšku sa získava zahrievaním uhlia rozdrveného na veľkosť 3-3,5 mm pri teplote 1000°C bez prístupu vzduchu. Vlastnosti koksu závisia od zloženia Organické zlúčeniny horľavá hmota paliva a obsah prchavých látok v nej.

Laboratórne práce № 3

Stanovenie spalného tepla uhlia na základe jeho vlhkosti,

obsah popola a výťažok prchavých látok

Cieľ práce- oboznámiť sa s metódami stanovenia hlavných ukazovateľov technickej analýzy uhlia, získať praktické zručnosti pri práci s príslušným laboratórnym zariadením a v praxi si naštudovať základy zrýchlenej metódy hodnotenia uhlia.

Laboratórna práca je zložitá. Je založená na stanovení troch hlavných ukazovateľov uhlia – vlhkosti, obsahu popola a uvoľňovania prchavých látok na základe čoho sa vypočítava nižšia výhrevnosť pracovnej hmoty uhlia, ktorá je najdôležitejším ukazovateľom kvality uhlia ako energetického paliva.

Spaľné teplo, zvyčajne označované symbolom, je množstvo tepelnej energie (ďalej len teplo alebo teplo), ktoré sa uvoľní, keď sú horľavé zložky paliva úplne oxidované plynným kyslíkom. V tomto prípade sa akceptuje, že v dôsledku oxidačných reakcií vznikajú vyššie oxidy A síra oxiduje len na a palivový dusík sa uvoľňuje vo forme molekulárneho dusíka. Spaľovacie teplo je špecifická vlastnosť. V tvrdých a kvapalné palivá sa vzťahuje na jednotku hmotnosti, to znamená 1 kg(merné spalné teplo) a pre plynné palivá - na jednotku objemu (objemové spalné teplo) za normálnych fyzikálnych podmienok, t.j. R = P 0 = 760 mmHg čl. = 1 bankomat =101325 Pa A
T = To = 273,15 TO (t = t 0 = 0 °C). Z tohto dôvodu m 3 za týchto podmienok dostala názov „ bežný meter kubický "a odporúčané označenie" č. m 3" Plynné palivá sú teda klasifikované ako 1 č. m 3 Jednotky merania akceptované v technickej literatúre: “ kJ/kg» (« kJ/č. m 3") alebo " MJ/kg» (« MJ/č. m 3"). V starej technickej literatúre boli mernými jednotkami „ kcal/kg» (« kcal/č. m 3"). Pri ich prevode na moderné jednotky merania treba pamätať na to, že 1 kcal = 4,1868 kJ.

Množstvo tepla, ktoré išlo do ohrevu produktov úplného spaľovania 1 kg alebo 1 č. m 3 palivo, za predpokladu, že tieto produkty obsahujú skondenzovanú vodnú paru, teda vodu, je tzv vyššia výhrevnosť paliva . Toto teplo sa označuje ako .

Ak pri spaľovaní paliva nekondenzuje vodná para, tak sa na ohrev spalín spotrebuje menšie množstvo uvoľneného tepla o množstvo latentného tepla kondenzácie vodnej pary (latentného tepla vyparovania vody) . V tomto prípade sa volalo teplo nižšia výhrevnosť paliva a označuje sa ako . Stanovenie teda neberie do úvahy teplo vynaložené na odparovanie vlhkosti samotného paliva a vlhkosť vznikajúcu pri spaľovaní vodíka v palive. Hodnota teda súvisí s tým, ako .

Zloženie uhlia, ako každého iného tuhého paliva, sa vyjadruje v hmotnostných percentách (% hmotn.). V tomto prípade sa najčastejšie za 100 % berú nasledovné:

· zloženie paliva v prevádzkovom stave (zloženie jeho pracovnej hmoty), označené horným indexom „ r »:

· zloženie v analytickom stave (zloženie analytickej hmoty), označené horným indexom „ A »:

· suché zloženie (suché zloženie hmoty), označené horným indexom „ d »:

· zloženie v suchom, bezpopolovom stave (zloženie suchej, bezpopolovej hmoty), označené horným indexom „ daf »:

kde hmotnostné frakcie v zodpovedajúcej hmote uhlia sú uhlík, vodík, horľavá síra, kyslík, dusík, celková a analytická vlhkosť, hm. %; A – obsah popola zodpovedajúcej hmotnosti uhlia, hm. %.

Na stanovenie spaľovacieho tepla uhlia sa používa jednotná štandardná metóda - metóda spaľovania v kalorimetrickej bombe. Pri tejto metóde sa odvážená časť analytickej vzorky uhlia s hmotnosťou 0,8...1,5 G spálené v atmosfére stlačeného kyslíka v hermeticky uzavretej kovovej nádobe - kalorimetrickej bombe, ktorá je ponorená do určitého objemu vody. Zvýšením teploty tejto vody sa určí množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní vzorky. To dáva palivu spaľovacie teplo pre bombu.Vzhľadom na to, že spaľovanie paliva prebieha pomerne špecificky

Ryža. Schematický diagram klasický kalorimeter na stanovenie spalného tepla tuhých palív

1 – kalorimetrická bomba; 2 – miešadlo; 3 – kryt termostatu; 4 – systém zapaľovania závesu; 5 – teplomer alebo zariadenie, ktoré ho nahrádza; 6 – kalorimetrická nádoba; 7 – termostat.

podmienky (atmosféra čistého kyslíka, oxidácia horľavej síry na TAK 3 s následnou tvorbou kyseliny dusičnej v skondenzovanej vlhkosti atď.) sa hodnota prepočíta pomocou nasledujúceho vzorca:

odkiaľ je teplo vzniku kyseliny sírovej TAK 2 a rozpustenie vo vode, číselne rovné 94,4 kJ na báze 1 % síry; - obsah síry „v umývaní bomby“ je množstvo síry premenenej počas spaľovania na kyselinu sírovú, vztiahnuté na počiatočnú vzorku uhlia, hm. % (môže sa použiť namiesto celkového obsahu síry v analytickej hmotnosti uhlia, ak , A
); a - koeficient zohľadňujúci teplo tvorby a rozpúšťania kyseliny dusičnej, rovný 0,001 pre chudé uhlie a antracit a 0,0015 pre všetky ostatné palivá.

S vedomím najprv určte vyššiu výhrevnosť pracovnej hmoty palív:

, (2)

Kde =kJ/kg alebo kJ/norm.m 3; =
= hmotn. %.

Koeficient 24,62 in (3) odráža teplo vykurovacej vody z
t 0 = 0 °C až t = 100°C a jeho odparovanie pri P 0 = 101325 Pa založené na
1 hmotn. % vody.

Hodnota vypočítaná pre prevádzkový stav paliva zodpovedá skutočnému teplu uvoľnenému pri jeho spaľovaní v peciach, a preto má široké využitie v tepelnotechnických výpočtoch. je neoddeliteľným ukazovateľom kvality palív a do značnej miery určuje ich spotrebiteľské vlastnosti.

Jednou z hlavných vlastností fosílneho uhlia je schopnosť rozkladať (deštruovať) svoju organickú hmotu pri zahrievaní bez prístupu vzduchu. Pri takomto zahrievaní vznikajú produkty rozkladu plynov a pár nazývané prchavé látky. Po odstránení prchavých látok z ohrievacej zóny zostane zvyšok nazývaný zvyšok koksu alebo zvyšok koksu. Keďže prchavé látky nie sú obsiahnuté v uhlí, ale vznikajú pri ich zahrievaní, hovoria o „výťažku prchavých látok“, a nie o ich obsahu v uhlí.

Výťažnosťou prchavých látok sa rozumie relatívna hmotnosť prchavých látok, vyjadrená v percentách, vznikajúcich pri tepelnom rozklade uhlia za štandardných podmienok. Uvoľňovanie prchavých látok je označené symbolom V a neprchavý (koksový) zvyšok je N.V. .

Parnú časť prchavých látok tvoria kondenzovateľné uhľovodíky, ktoré sú skupinou olejovitých a živicových látok, ktoré sú najcennejším chemickým produktom.

Plynnú časť prchavých látok tvoria uhľovodíkové plyny nasýteného a nenasýteného radu ( CH 4 , C m H n a tak ďalej), oxid uhoľnatý a oxid ( CO , CO 2 ), vodík ( H 2 ) a tak ďalej.

V zložení uhlia spolu s organické látky sú prítomné minerálne nečistoty, ktoré sú zvyčajne balastné. Pre hodnotenie uhlia je dôležité poznať vzťah medzi týmito zložkami. Technická analýza pozostáva zo stanovenia vlhkosti (W), obsahu popola (A), výťažnosti prchavých látok (V), obsahu síry (Sob), výhrevnosti (Q) a zvyškov koksu.

Vlhkosť znižuje spalné teplo uhlia. Uhlie sú rozdelené do troch skupín: B1 - s obsahom vlhkosti viac ako 40%, B2 - 30-40%, B3 - 30% alebo menej. Vlhkosť sa stanovuje zahriatím na 1050 °C alebo sušením v exsikátore nad koncentrovanou kyselinou sírovou. 1% vlhkosti znižuje tepelnú vodivosť uhlia o 6 kcal.

Obsah popola. Popol je pevný nehorľavý zvyšok vytvorený z minerálnych nečistôt uhlia; hmotnostne sa nerovná minerálnym nečistotám, pretože Niektoré z nich sa menia na plyn a vodnú paru. Každé percento popola znižuje produktivitu vysokej pece o 2,5 %. Prípustný obsah popola pre koksovateľné uhlie je menší ako 10 %, s skvelý obsah popol vyžaduje obohatenie uhlia. Hlavné zložky, ktoré tvoria popol: oxy-

oxidy Si, Al, Fe, Ca, Mq, Na, K, podradný význam majú oxidy Ti a Mn.

Uvoľňovanie prchavých látok. Vzťahuje sa na horľavú časť; pri suchej destilácii sa uhlie čiastočne premieňa na prchavé látky (CH 4, H, CO, CO 2 atď.) Prchavé látky sú veľmi cenné. Majú schopnosť horieť a tiež tvoria základ pre výrobu rôznych chemických produktov: farbív, plastov, aromatických látok a výbušnín.

Zvyšky koksu. Ide o pevný zvyšok, ktorý zostane po odstránení prchavých látok, v závislosti od kvality uhlia, ktoré má iný druh. Môže byť práškový – nespekaný, spekaný, tavený alebo expandovaný. Spekacia schopnosť uhlia je vyjadrená schopnosťou pri zahriatí za určitých podmienok spojiť sa do jedného celku a vytvoriť dostatočne pevný pevný zvyšok s poréznou štruktúrou - koks hutníckeho typu. Uhlie, ktoré vytvára práškový zvyšok, je nespekavé a je vhodné len na energetické účely. Síra je škodlivá nečistota v uhlí, najmä v koksovom uhlí, spôsobuje zvýšenú spotrebu koksu pri tavení rudy a zhoršuje kvalitu železa. Na základe obsahu síry sa uhlie delí do skupín: nízkosírne (do 1,5 %), stredne sírne (1,5 – 2,5 %), síra (2,5 – 4 %), vysokosírne (viac ako 4 %). Posledne menované nie sú vhodné na použitie v metalurgii železa bez predchádzajúceho obohatenia.

Spaľovacie teplo uhlia je približne 24,62 kJ/kg. Stanovuje sa experimentálne - spaľovaním uhlia v kalorimetrickej bombe a výpočtom pomocou vzorcov. Najvyššiu výhrevnosť má antracit a chudé uhlie.

V mnohých prípadoch najmä pri hodnotení nekovových nerastov popri prieskume technické vlastnosti Musia sa vykonať aj chemické rozbory surovín (žiaruvzdorné a keramické íly, vápence ako tavivá, kaolín, mastenec atď.). Pre niektoré minerály (nálezové piesky) sa vykonáva aj granulometrická analýza.

Jednou z najdôležitejších tepelných charakteristík palív je prchavý výťažok a vlastnosti koksového zvyšku.

Pri zahrievaní tuhých palív dochádza k rozkladu tepelne nestabilných komplexných uhľovodíkových zlúčenín horľavej hmoty s obsahom kyslíka za uvoľňovania horľavých plynov: vodíka, uhľovodíkov, oxidu uhoľnatého a nehorľavých plynov - oxidu uhličitého a vodnej pary. Výťažnosť prchavých látok sa zisťuje zahrievaním vzorky vzduchom vysušeného paliva v množstve 1 g bez prístupu vzduchu pri teplote 850°C počas 7 minút. Výťažok prchavých látok, definovaný ako pokles hmotnosti vzorky testovaného paliva mínus vlhkosť v nej obsiahnutá, sa označuje ako horľavá hmotnosť paliva.

Rôzne palivá majú rôzne zloženie a teplo spaľovania prchavých látok. So zvyšujúcim sa chemickým vekom paliva klesá obsah prchavých látok a zvyšuje sa teplota ich uvoľňovania. Zároveň sa v dôsledku poklesu množstva inertných plynov zvyšuje spaľovacie teplo prchavých látok. V prípade bridlíc je prchavý výťažok 80 – 90 % horľavej hmoty; rašelina - 70%; hnedé uhlie - 30-60%, čierne uhlie tried G a D - 30-50%, pre chudé uhlie a antracit je prchavý výťažok nízky, a preto sa rovná 11-13 a

2-9 %. Preto obsah prchavých látok a ich zloženie možno považovať za ukazovatele stupňa karbonizácie paliva a jeho chemického veku.

U rašeliny sa uvoľňovanie prchavých látok začína pri teplote približne 100 °C, hnedé a mastné uhlie - 150-170 °C, bridlice - 230 °C, chudé uhlie a antracit ~400 °C a končí pri vysokých teplotách - 1100 -1200 °C.

Po oddestilovaní prchavých látok z paliva vzniká takzvaný koksový zvyšok. Ak uhlie obsahuje bitúmenové látky, ktoré sa pri zahriatí menia na plastický alebo sa roztavia, prášková vzorka uhlia testovaná na prchavý obsah sa môže spekať a napučať. Schopnosť paliva vytvárať viac alebo menej silný koks počas tepelného rozkladu sa nazýva spekacia schopnosť. Rašelina, hnedé uhlie a antracit poskytujú. práškový koks. Čierne uhlie s výťažkom prchavých látok 42 – 45 % a chudé uhlie s výťažkom prchavých látok menej ako 17 % vytvárajú práškový alebo lepkavý koksový zvyšok.

Uhlie tvoriace spečený koksový zvyšok je cenným technologickým palivom a používa sa predovšetkým na výrobu hutníckeho koksu. Koks vo forme spekaného alebo roztaveného zvyšku sa získava zahrievaním drveného koksu

3-3,5mm uhlia pri teplote 1000°C bez prístupu vzduchu. Vlastnosti koksu závisia od zloženia organických zlúčenín horľavej hmoty paliva a obsahu prchavých látok v ňom.

Ďalším vylepšením dvojkomorových pecí boli cyklónové pece, v ktorých sa proces spaľovania zintenzívňuje zvýšením mernej rýchlosti spaľovania a predĺžením doby zotrvania častíc paliva v spaľovacej komore. K dispozícii sú nasledujúce typy...

Pre zintenzívnenie spaľovacieho procesu a zvýšenie spoľahlivosti práce so stabilným odberom tekutej trosky v širšom rozsahu zaťaženia sme prešli na viackomorové pece. V nich je spaľovací proces kompletne prevedený do spaľovacej komory...

Pre zvýšenie stability a intenzity prevádzky parogenerátorov s výkonom do 75 kg/s s odstraňovaním tekutej trosky a zvýšením zberu trosky boli vyvinuté a zavedené pece s pretínajúcimi sa dýzami. V ohnisku s pretínajúcimi sa prúdmi...

Uvoľňovanie prchavých látok

(a. obsah prchavých látok; n. Gehalt an fluchtigen Bestandteilen; f. teneur en matieres volatiles; A. desprendimiento de substancie prchavé) je ukazovateľom kvality tuhých horľavých výrobkov, ktorý sa berie do úvahy pri určovaní ich racionálneho priemyselného využitia. použitie. - plynné a parné produkty uvoľňované pri zohrievaní fosílnych palív za štandardných podmienok (v CCCP) pri t 850±10°C. Pri koksovaní a polokoksovaní fosílneho uhlia, pri tepelnom procese. spracovanie ropných bridlíc sa zachytáva a používa ako cenná chemikália. suroviny. Stanovenie B. l. V. štandardizované; v CCCP sa vykonáva podľa podmienok stanovených štátom. normy (GOST 6382-75 pre fosílne uhlie, GOST 7303-77 pre antracit, GOST 12270-66 pre ropné bridlice, GOST 3929-75 pre koks).
B. l. storočia, definovaný ako pomer hmotnosti prchavých látok k jednotkovej hmotnosti paliva (v %) a prepočítaný na jeho bezpopolový stav cyxoe V daf charakterizuje zloženie a jeho organický obsah. látok. Pre V daf je cca. 70%, bridlice 70-85%, humusové hnedé uhlie do 60-33%, kameň. uhlie 50-8%, antracit 9-2%. Hodnota V daf sa používa v CCCP av zahraničí ako jedna z hlavných. parametre klasifikácií odboru Kam. uhlíky na značky; na klasifikáciu antracitu sa určuje objemová B. l. V. - objem rozkladných plynov na jednotku hmotnosti antracitu V daf m 3 /kg. Aby sa znížil skresľujúci vplyv na hodnotu B. l. V. anorganické stanovenie nečistôt v palive B. l. V. vyrobené na vzorkách s obsahom popola A d nepresahujúcim 10 %; pri vyššom obsahu popola je materiál vzorky predbežne upravený. obohatenie. K. B. Mironov.

Horská encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. Spracoval E. A. Kozlovský. 1984-1991 .

Pozrite si, čo je „Uvoľňovanie prchavých látok“ v iných slovníkoch:

Uvoľňovanie prchavých látok- Hmotnosť prchavých produktov rozkladu na jednotku hmotnosti tuhé palivo pri vykurovaní bez prístupu vzduchu za stanovených štandardných podmienok Zdroj: RD 153 34,0 44,219 00: Tuhé minerálne palivo. Stanovenie spaľovacieho tepla prchavých... ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

uvoľňovanie prchavých látok- Množstvo plynov a pár látok uvoľnených pri zohrievaní paliva bez prístupu vzduchu za určitých podmienok, upravené podľa obsahu vlhkosti [A.S. Goldberg. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témy energetiky všeobecne SK... ...

produkcia prchavých látok uhlia- Hmotnosť prchavých látok na jednotku hmotnosti uhlia stanovená za podmienok stanovených normou. [GOST 17070 87] Témy uhlie Všeobecné pojmy zloženie, vlastnosti a analýza uhlia EN výťažnosť prchavých látok ... Technická príručka prekladateľa

výťažnosť prchavých látok na suchú bezpopolovú hmotu paliva-- [A.S. Goldberg. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Energetické témy vo všeobecnosti EN prchavé látky na báze suchého popolaVdaf ... Technická príručka prekladateľa

Prchavá produkcia uhlia- 77. Výťažnosť prchavých látok z uhlia E. Výťažnosť prchavých látok Hmotnosť prchavých látok na jednotku hmotnosti uhlia stanovená za podmienok stanovených normou