Техническая характеристика углей
Для решения вопроса о наиболее рациональном использовании углей в промышленности производится технический анализ. При помощи технического анализа определяется горючая (выход летучих веществ и кокса) и негорючая (влага и зола) масса углей. При техническом анализе производится также определение содержания общей серы (сульфатной, пиритной, органической) и теплотворной способности углей.
Влага (W) содержится в том или ином количестве во всех углях. Присутствие ее снижает теплотворную способность углей, так как на ее испарение расходуется тепло. Различают влагу общую, или влагу рабочего топлива (Wp), внешнюю, или горную (WBn) и внутреннюю, или лабораторную (Wa). Внешняя влага — это влага, обусловленная присутствием пленок воды, окружающих частицы угля. Внутренняя влага обусловлена присутствием гигроскопической и химически связанной воды. Гигроскопическая влага зависит от влажности воздуха, химически связанная вода входит в состав молекул вещества углей. В сумме внешняя и внутренняя дают рабочую влагу. С повышением степени углефикации содержание влаги уменьшается. Например, содержание гигроскопической влаги в бурых углях достигает 50—60%, в каменных до 75%, в антрацитах до 1—2%. В сапропелевых углях и горючих сланцах влаги меньше, чем в гумусовых.
Зола (А) — это остаток после сжигания органической части угля или горючего сланца. Повышение зольности снижает теплотворную способность углей, повышает транспортные расходы, осложняет условия их сжигания и т. п. Зола в углях может быть различного происхождения: 1) конституционная, обусловленная присутствием минеральных солей в растительных остатках, за счет которых образовался уголь; 2) внутренняя, обусловленная отложением вместе с растительными остатками различных минеральных осадков; 3) внешняя, обусловленная засорением углей при выемке за счет попадания кусков породы из почвы, кровли, прослойков. Содержание золы (Ас) в углях колеблется в пределах от 4 до 40—45% и выше. Если же золы содержится более 40—45%, то такие образования относят уже к углистым породам. Однако граница зольности углей условна. Иногда к углям относят углистые образования и с большей зольностью. При изучении качества углей обязательно определяется температура плавления золы, так как легкоплавкая зола наплавляется на колосники, трубы, стенки топок и т. п., что нежелательно. Кроме того, изучается состав золы с целью выяснения возможности ее промышленного использования.
Летучие вещества (V)— это газообразные вещества, выделяющиеся из углей при нагревании без доступа воздуха. В состав летучих веществ входят различные органические и неорганические соединения (водород, кислород, азот, углекислый газ, сероводород и др.). Наибольший выход летучих дают сапропелевые угли и горючие сланцы (60—70 и даже до 94% на горючую массу — Vе). С повышением степени метаморфизма углей выход летучих снижается (бурые угли 20—55 %, каменные 5—50 %, антрациты менее 8 %). Угли и горючие сланцы, дающие высокий процент летучих веществ, являются ценным химическим сырьем.
Кокс (К), или коксовый остаток, — это твердый остаток после удаления летучих веществ. Он включает органическое вещество, золу и часть оставшихся летучих веществ. Коксовый остаток может быть порошкообразным или в виде спекшейся массы, называемой коксовым корольком. Королек может быть слипшимся, слабоспекшимся и спекшимся. По характеру королька можно до некоторой степени судить о спекаемости углей, т. е. о способности давать качественный кокс. Угли, дающие порошкообразный кокс, не спекаются. Угли, дающие крепкий пористый королек, хорошо спекаются.
Для оценки пригодности углей для коксования необходимо также знать содержание фосфора. Присутствие фосфора в коксующихся углях нежелательно.
Теплотворная способность углей (Q) — это количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1 кг (большие калории) или 1 э (малые калории) угля. Теплота сгорания служит одним из основных показателей качества энергетических углей. Теплотворная способность определяется на рабочее топливо (Qp), на абсолютно сухое топливо (Q"), на аналитическую пробу (Qa) и на горючую массу (Qr). С повышением степени углефикации теплотворная способность углей возрастает. Однако в некоторых случаях угли более низкой степени углефикации могут иметь по сравнению с более высоко углефицированными углями большую теплотворную способность. Это наблюдается при высоком содержании в углях водорода. Наибольшую теплотворную способность имеют некоторые сапропелевые угли (до 9000—10 000 ккал/кг на органическую массу).
Из гумусовых углей наибольшей теплотворной способностью обладают коксовые угли — 8400—8750 ккал/кг, хотя они и менее углефицированы, чем антрациты. Это объясняется благоприятным сочетанием в коксовых углях углерода и водорода.
Промышленная оценка качества углей и их промышленная классификация. Ископаемые угли разнообразны до свойствам и качественным показателям, поэтому используются для различных целей. Каждая отрасль промышленности, использующая угли, предъявляет к ним свои требования, предусмотренные соответствующими стандартами.
Дата добавления: 2022-02-05; просмотров: 449;