Таблица 2
Коксуемость сапропелитов и липтобиолитов изучена слабо, т.к. крупных месторождений они не слагают, особенно липтобиолиты. Используется в основном для получения жидких топлив и химических продуктов.
Сера. В углях различают три формы серы: органическую (Sсорг), пиритную (Sспир) и сульфатную (Sссульф). Основная роль принадлежит неорганическим соединениям серы. Органическая сера входила в состав углеобразующих растений и формы органических соединений серы в углях не известны. Пиритная, сульфидная, колчеданная - определяется наличием в углях сульфидов железа, меди. Сульфатная сера обусловлена присутствием вуглях гипса.
Технический анализ углей определяет серу общую на абсолютно сухое топливо (Sсобщ) с разделением на серу органическую (Sсорг) пиритную (Sспир) и серу сульфатную (Sссульф).
Общее количество серы в углях (Sсобщ) колеблется от 0,3 (некоторые пласты угля Кузнецкого бассейна) до 6-8%(угли Кизеловского бассейна), реже до 12%.
По содержанию серы угли подразделяются на 4 группы:
|
|
- малосернистые угли с содержанием серы до 1,5%;
- среднесернистые угли с содержанием серы 1,6-2,5%;
- сернистые угли с содержанием серы 2,6-3,5%;
- многосернистые угли с содержанием серы 3,6% и выше.
Сера - одна из наиболее вредных примесей в углях. Она резко снижает производительность доменной печи, на 1%серы в коксе производительность доменной печи уменьшается на 10%. Кокс, полученный из сернистых углей, нельзя применять при выплавке качественных металлов. В углях, используемых как энергетическое топливо или как сырье для газификации, сера также весьма вредна, будучи источником образования газов, отравлявших атмосферу и вызывавших коррозию металлов.
Фосфор является вредной примесью в углях и чаще входит в состав органических соединений. Содержание его в углях различных бассейнов колеблется в широких пределах: донецкие угли от 0,007 до 0,062%; кузнецкие - то 0,12 до 0,17%.Фосфор целиком переходит в кокс и приводит к большим трудностям в доменном производстве. Допустимое содержание фосфора в углях, используемых для производства кокса, не > 0,03%.
Теплота_сгорания углей в технический анализ не входит.
Дляоценки энергетических углей большое значение имеет теплота сгорания угля, под которой понимается количество тепла, выделенное при полном сгорании одного грамма угля (малая калория), одного килограмма угля (большая калория). В практике принято выражать теплоту сгорания углей в больших калориях,
Теплоту сгорания углей, которая получается в результате опыта, без поправок называют теплотой сгорания по бомбе и обозначают Qб.
При сжигании углей в топках азот углей и образующийся сepнистый газ удаляется вместе с дымом, а в процессе горения угля в бомбе они вступают в химическую реакцию с водой и образуют азотную и серную кислоты. Эти реакций протекают в выделением тепла. В связи с этим в данные опыта (Qб) вводят поправку на исключение тепловых эффектов образования и растворения серной и азотной кислот и получают теплоту сгорания (Qв). Эта теплота сгорания может быть получена только при сжигании угля в герметических сосудах.
|
|
При сжигании углей в топках вода испаряется, на что расходуется
определенное количество тепла. Поэтому в полученные результаты
вносится поправка на теплоту, затрачиваемую на конденсацию паров
воды. Эта теплота сгорания называется низшей (Qн). В обычных
топках при горении углей получается низшая теплота сгорания, поэтому ее называют полезной.
Результаты измерений пересчитываются нарабочее топливо (Qнр) и органическую массу (Qнг). Теплоту сгорания углей можно подсчитать по данным элементного анализа, пользуясь формулами (Д.И. Менделеева и др.).
Теплота сгорании углей зависит от природы угля, степени метаморфизма, петрографического состава, содержания влаги и золы.
С повышением степени углефикации теплота сгорания углей увеличивается от бурых до коксовых (за счет резкого уменьшения кислорода, быстрого увеличения углерода и медленного уменьшения водорода), затем уменьшается (за счет резкого уменьшения в углях водорода, замедленного уменьшения кислорода и замедленного увеличения углерода).
Ниже приводится таблица теплоты сгорания некоторых видов топлив (таблица 3).
Таблица 3
Вид топлива | Теплота сгорания |
(Qнг, ккал) | |
Дерево (дрова) | 3005- 4500 |
Торф | 2500- 4200 |
Лигнит | 3000 - 3500 |
Бурые угли | 3500 - 7I00 |
Каменные угли | 7650 - 8750 |
Антрациты | 8200 - 8400 |
Для сопоставления разных видов топлив по теплоценности в качестве эталона последней применяется понятие условного топлива Qн = 7000 ккал/кг (таблица 4).
(по С.Г. Aронову, Л.Л. Нестеренко) Таблица 4
Вид топлива | Средняя теплота сгорания, ккал/кг | Единица условного топлива |
Торф | 0,471 | |
Бурей уголь (Подмосковный) | 0,642 | |
Каменные угли: донецкие кизеловские кузнецкие | 0,971 0,793 1,000 | |
Антрациты: донецкие уральские | 0,985 0,929 |
Богхеды | 1,414 | |
Горючие сланцы (эстонские) | 0,428 | |
Липтиты смоляные | 1,371 | |
Нефть | 1,500 | |
Maзут | 1,414 |
Порядок выполнения работы:
На основе одного из вариантов, рекомендованного преподавателем (каждый вариант содержит пять анализов), составить качественную характеристику угля по следующей схеме:
- стадия углеобразования;
- зольность;
- сернистость;
- выход летучих веществ;
- степень метаморфизма;
- содержание углеводорода;
- теплота сгорания (по табл. 3)
Вариант 1
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 14,22 (Wр) | 3,01 | 0,77 | 0,94 | 6,06 |
Ac | 8,75 | 19,51 | 1,34 | 12,77 | 2,27 |
Scобщ | 0,58 | 0,87 | 2,07 | 0,60 | 0,27 |
Vг | 49,05 | 76,39 | 21,38 | 6,70 | 27,59 |
Cг | 74,06 | 77,83 | 86,06 | 92,08 | 82,91 |
Нг | 5,03 | 8,33 | 4,25 | 2,28 | 4,91 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 2
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 1,25 | 0,68 | 2,20 | 9,82(Wр) | 3,14 |
Ac | 17,19 | 8,60 | 5,51 | 2,71 | 84,80 |
Scобщ | 4,95 | 0,50 | 0,68 | 1,09 | 4,25 |
Vг | 85,75 | 18,00 | 28,24 | 44,18 | 78,89 |
Cг | 80,55 | 90,76 | 84,29 | 71,78 | 79,59 |
Нг | 10,73 | 3,89 | 4,89 | 4,95 | 7,68 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 3
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 0,45 | 30,21(Wр) | 0,68 | 1,00 | 1,98 |
Ac | 3,19 | 5,76 | 22,90 | 3,25 | 11,78 |
Scобщ | 0,70 | 1,38 | 0,56 | 0,80 | 0,86 |
Vг | 79,98 | 46,18 | 7,60 | 22,28 | 36,57 |
Cг | 81,89 | 74,89 | 91,96 | 88,45 | 84,63 |
Нг | 10,99 | 4,42 | 3,88 | 4,93 | 4,89 |
Qг б.кал. | - | - | - |
Вариант 4
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 4,20 | 8,46(Wр) | 0,86 | 1,43 | 0,70 |
Ac | 15,87 | 2,77 | 8,72 | 3,26 | 3,00 |
Scобщ | 1,02 | 0,99 | 0,48 | 0,60 | 0,40 |
Vг | 8,78 | 57,22 | 19,20 | 32,49 | 92,30 |
Cг | 94,61 | 69,82 | 89,17 | 86,32 | 76,50 |
Нг | 3,93 | 4,62 | 4,81 | 5,28 | 11,03 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 5
|
|
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 10,77(Wр) | 0,55 | 3,28 | 1,20 | 2,22 |
Ac | 17,58 | 17,91 | 4,02 | 7,47 | 4,56 |
Scобщ | 0,52 | 0,50 | 0,67 | 1,10 | 0,70 |
Vг | 43,60 | 86,46 | 3,25 | 21,66 | 32,94 |
Cг | 73,83 | 83,06 | 94,62 | 89,27 | 88,04 |
Нг | 4,60 | 12,95 | 1,56 | 4,88 | 5,36 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 6
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 0,66 | 0,63 | 1,16 | 1,65 | 10,77(Wр) |
Ac | 32,06 | 12,10 | 12,64 | 4,62 | 6,14 |
Scобщ | 3,84 | 0,53 | 0,80 | 1,30 | 1,03 |
Vг | 87,70 | 10,80 | 16,86 | 30,90 | 46,22 |
Cг | 82,02 | 91,11 | 87,94 | 86,98 | 72,84 |
Нг | 10,10 | 3,94 | 4,35 | 5,15 | 4,54 |
Qг б.кал. | - | - | - |
Вариант 7
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 1,56 | 2,72 | 10,16 | 1,27 | 0,43 |
Ac | 1,80 | 58,70 | 5,60 | 1,18 | 1,33 |
Scобщ | 0,30 | 0,15 | 0,36 | 0,70 | 2,70 |
Vг | 7,92 | 65,60 | 43,80 | 24,77 | 28,61 |
Cг | 92,60 | 66,72 | 75,31 | 88,26 | 86,45 |
Нг | 3,71 | 7,49 | 4,78 | 5,09 | 4,80 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 8
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 3,45 | 1,29 | 1,73 | 9,94(Wр) | 2,97 |
Ac | 2,57 | 6,53 | 0,87 | 8,08 | 4,41 |
Scобщ | 0,69 | 3,60 | 2,50 | 1,45 | 1,30 |
Vг | 4,50 | 17,23 | 29,75 | 50,33 | 86,53 |
Cг | 93,44 | 90,43 | 85,65 | 72,09 | 75,54 |
Нг | 1,56 | 4,50 | 5,75 | 4,39 | 9,60 |
Qг б.кал. | - | 84,70 | - |
Вариант 9
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 12,31(Wр) | 13,04 | 0,73 | 0,81 | 1,23 |
Ac | 11,26 | 20,49 | 2,37 | 15,24 | 5,54 |
Scобщ | 0,82 | 0,79 | 0,28 | 0,70 | 0,49 |
Vг | 45,63 | 78,20 | 7,00 | 17,96 | 31,00 |
Cг | 73,71 | 74,65 | 93,5 | 90,61 | 86,40 |
Нг | 5,21 | 8,24 | 3,89 | 4,69 | 5,21 |
Qг б.кал. | - | - |
Вариант 10
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 7,00 | 10,71(Wр) | 1,21 | 0,93 | 1,54 |
Ac | 4,89 | 4,03 | 1,64 | 2,88 | 4,15 |
Scобщ | 3,50 | 1,28 | 0,80 | 0,50 | 0,86 |
Vг | 89,31 | 45,05 | 7,65 | 17,56 | 30,42 |
Cг | 76,80 | 71,82 | 92,00 | 88,96 | 76,42 |
Нг | 10,15 | 4,28 | 3,95 | 4,82 | 5,25 |
Qг б.кал. | - | - | - | - |
Вариант 11
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 10,23 | 10,47 | 0,75 | 0,98 | 5,22(Wр) |
Ac | 13,61 | 3,42 | 2,58 | 2,88 | 15,58 |
Scобщ | 0,55 | 2,06 | 0,67 | 3,60 | 1,92 |
Vг | 14,52 | 65,15 | 11,96 | 17,56 | 40,90 |
Cг | 81,92 | 70,50 | 94,88 | 88,96 | 74,50 |
Нг | 4,51 | 7,00 | 4,42 | 4,82 | 4,70 |
Qг б.кал. | - | - | - | - | - |
Вариант 12
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 2,38 | 1,73 | 1,01 | 1,80 | 14,18(Wр) |
Ac | 32,30 | 1,35 | 4,96 | 2,78 | 6,23 |
Scобщ | 1,28 | 0,30 | 0,30 | 0,50 | 0,68 |
Vг | 73,00 | 4,58 | 22,20 | 40,09 | 47,14 |
Cг | 72,33 | 93,83 | 89,11 | 82,39 | 73,77 |
Нг | 10,70 | 3,12 | 4,75 | 6,18 | 4,21 |
Qг б.кал. | - | - | - |
Вариант 13
|
|
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 7,50 | 0,69 | 0,50 | 1,98 | 0,40 |
Ac | 4,78 | 9,72 | 1,89 | 3,63 | 1,90 |
Scобщ | 2,30 | 0,41 | 0,50 | 0,41 | 0,70 |
Vг | 94,77 | 22,10 | 14,18 | 41,63 | 6,00 |
Cг | 77,63 | 86,94 | 89,27 | 82,67 | 94,50 |
Нг | 10,50 | 4,62 | 4,75 | 5,77 | 2,10 |
Qг б.кал. | - | - | - | - | - |
Вариант 14
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 6,80 | 1,13 | 1,50 | 12,49 | 2,97 |
Ac | 2,30 | 2,14 | 1,10 | 1,22 | 4,41 |
Scобщ | 3,20 | 0,70 | 6,25 | 1,30 | 1,30 |
Vг | 67,30 | 11,50 | 3,10 | 40,97 | 86,53 |
Cг | 58,00 | 90,99 | 96,20 | 86,24 | 75,54 |
Нг | 8,50 | 4,28 | 2,31 | 5,18 | 9,60 |
Qг б.кал. | - | - | - |
Вариант 15
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 8,50 | 12,42 | 1,10 | 2,89 | 1,40 |
Ac | 2,04 | 9,15 | 3,99 | 1,53 | 3,60 |
Scобщ | 0,56 | 3,70 | 1,62 | 1,80 | 2,90 |
Vг | 37,63 | 85,57 | 17,88 | 40,46 | 43,00 |
Cг | 79,04 | 72,50 | 89,04 | 81,49 | 78,50 |
Нг | 5,29 | 10,57 | 4,00 | 5,64 | 5,70 |
Qг б.кал. | - | - | - |
Вариант 16
Показатели качества угля | Типы углей | ||||
I | II | III | IV | V | |
Wa | 7,20 | 1,40 | 1,20 | 2,10 | 2,30 |
Ac | 0,64 | 5,58 | 5,38 | 2,50 | 8,50 |
Scобщ | 0,59 | 1,80 | 2,54 | 6,10 | 1,10 |
Vг | 30,80 | 90,78 | 20,87 | 39,00 | 6,20 |
Cг | 76,51 | 79,48 | 89,11 | 82,70 | 98,70 |
Нг | 5,21 | 8,59 | 4,60 | 5,40 | 3,70 |
Qг б.кал. | - | - | - |