Химическая характеристика углей и горючих сланцев

Химический состав углей и горючих сланцев определяется путем элементарного анализа, при помощи которого устанавливается со­держание в них углерода, кислорода, водорода, азота, серый фосфора.

Углерод является главной горючей составной частью углей и го­рючих сланцев. При сгорании одного килограмма углерода выде­ляется 8140 ккал/кг тепла. Как известно из предыдущего, содержание углерода повышается с повышением степени углефикации. Содер­жание углерода определяется на абсолютно сухое топливо — Сс (угля просушенного при температуре 100—105" до постоянного веса) и на горючую массу — Сг. т. е. массу абсолютно сухого угля за вычетом золы.

Водород является горючей составной частью углей и горючих сланцев. Килограмм водорода, сгорая, выделяет 34 188 ккал/кг тепла, т. е. в 4,2 раза больше, чем углерод. Содержание водорода по море повышения степени углефикации понижается (в бурых углях 4,5—6%, в каменных 4,0—5,5%, в антрацитах — 4,0—1,0%). Наи­большее содержание водорода в сапропелевых углях достигает 11,5%. В горючих сланцах водорода содержится 5—10%.

Кислород является негорючей составной частью углей. Содержа­ние кислорода с повышением степени углефикации понижается. Так, в бурых углях кислорода до 35%, в каменных до 17,5%, в ан­трацитах от 1,0 до 3,5%, в горючих сланцах 10—40%.

Азот также является негорючей составной частью. Содержание его в гумусовых углях 1—2%, в сапропелевых углях и горючих слан­цах до 3%. В процессе коксования углей за счет азота образуется аммиак, который используется для получения нашатырного спирта, азотной кислоты, азотистых удобрений и т. п.

Сера в углях и горючих сланцах подразделяется на сульфидную Sпир сульфатную Sсульф и органическую Sopr. Сульфидная и суль­фатная сера входят в состав минеральных веществ, а органиче­ская — в состав органической массы углей. Сульфидная сера входит в состав пирита, поэтому иначе называется также «пиритной» и «колчеданной». Органическая и сульфидная сера способны гореть с выделением сернистого газа, отравляющего атмосферу и вредно действующего на топочные устройства. Сульфатная сера не горит, так как полностью окислена и переходит в золу. Вместе сульфатная, сульфидная и органическая сера дают серу общую (&0бщ). Таким образом, сера является вредной составной частью углей и горючих сланцев. Особенно нежелательно присутствие серы в коксовых уг­лях, так как до 70% ее переходит в кокс, ухудшая его качество. Содержание серы в углях и горючих сланцах колеблется от долей процента до 11 — 12%.

Фосфор содержится в углях в различных количествах и обычно составляет десятые и сотые доли процента. Является негорючей составной частью. Присутствие фосфора в коксующихся углях нежелательно, так как он полностью переходит в кокс, а из кокса в металл, снижая его качество.