Сторінка
3

Технічний аналіз вугілля

Для аналізу аналітичних проб вугілля призначений прилад ЗАР-2-1 оснований на зворотному відбитті рентгенівського випромінювання.

Для аналізу проб вугілля лабораторної крупності (до 3 мм) використовують прилад РКТ-1, який оснований на реєстрації ослаблення гамма-випромінювання, що випускається ізотопом 241Аm.

Прилад БРА-9 призначений для одночасного визначення в аналітичній пробі мінеральних речовин і сірки при використанні відбитого розсіювання м'якого гамма-випромінювання від джерела 55Fe в поєднанні з реєстрацією флуоресцентного випромінювання заліза, що збуджується випромінюваннями ізотопу 238Pu.

Проби вугілля крупністю до 25 мм можна аналізувати приладом ЕАЗ. Вміст мінеральних речовин оцінюється по густині потокці, спрямованого вперед гамма-випромінювання ізотопу 241Am. Прилад РАМ-1М призначений для аналізу вогкості і вмісту мінеральних речовин в рухомому потоку вугілля крупністю до 13 мм шляхом реєстрації зворотного відбиття рентгенівського випромінювання.

Для безперервного контролю рядового вугілля в потоці розроблені установка ВСКЗ-1 і прилади 7 серій РКТП, в яких використані принцип ослаблення жорсткого гамма-випромінювання і спрямованого вперед гамма-випромінювання.

За походженням мінеральні компоненти прийнято поділяти на внутрішні, що утворилися з мінеральної частини первинних рослинних матеріалів, і зовнішні, що складаються з мінеральних частинок, принесених у торф або вугілля ззовні.

Відсутня явно виражена залежність між загально зольністю і природою та сиупенем вуглефікації ТГК. Зольність Аd практично для всіх видів ТГК коливається від 0,5 до 40 %, для горючих сланців від 40 до 70-80 %. У одному і тому ж пласті найбільшою зольність має фюзиніт, найменшоу вітриніт, а лейптиніт займає проміжне положення.

Вихід летких речовин

Найважливішою особливістю ТГК є здатність до термохімічних перетвореннь при нагріванні без доступу повітря, ступінь і глибина яких залежать при рівних умовах від природи, складу, структури і властивостей даного різновиду ТГК.

Вихід летких речовин є показником структурних особливостей складових частин викопного вугілля, оскільки характеризує кількість термічно нестабільних атомних угрупувань, які відщепляються при даній температурі. Визначення виходу летких речовин (V, %) необхідне для оцінки практичної цінності різних видів вугілля.

Цей показник важливий для оцінки властивостей енергетичного вугілля, як характеристика реакційної здатності і займистості палива, а також для коксівного вугілля оскільки він визначає вихід коксу і хімічних продуктів коксування.

При визначенні виходу летких речовин необхідно суворо дотримувати всі умови методик, відображених в ГОСТ 6382-80 і міжнародному стандарті ISO 562-74, оскільки цей показник може помітно змінюватися при зміні умов дослідження.

Під леткими речовинами ТГК розуміють складну суміш всіх газів і пароподібних продуктів, що утворюються і що виділяються при нагріванні ТГК без доступу повітря до певної температури. Стандартом передбачений нагрів наважки вугілля (1 г) в фарфоровому тиглі з кришкою протягом 7 хв. в заздалегідь розігрітій до 85025 0С муфельній або тигельній печі. Вихід летких речовин з аналітичної проби (Vа, %) визначається по різниці між масою початкової наважки вугілля і масою твердого нелеткого залишку з урахуванням вмісту в ньому вологи:

,

де G - маса палива, г;

G1 - втрата маси палива при нагріванні, г;

- масова частка вологи в аналітичній пробі, %.

Вихід летких речовин на сухе беззольне паливо (, %) обчислюють за формулою:

.

Вихід летких речовин кожної проби визначають у двох наважках. Розходження між результатами не повинна перевищувати 0,5 %, а при >45 % допускається розходження до 1 %.

Якщо масова частка двоокису вуглецю карбонатів мінеральної речовини більше 2 %, то розрахунок проводять за формулою:

, %.

Відмінність у визначенні виходу летючих речовин по ISO 562-74 в тому, що вихід летких речовин визначається при 90010 0С в циліндричних тиглях з добре підігнаними кришками з тугоплавкого кварцу, платини або інших тугоплавких матеріалів.

Тверді нелеткі залишки, що утворюються з різних ТГК, характеризуються на зовнішній вигляд по наступній класифікації: порошкоподібний, неспечений, злиплий, слабоспечений, спечений, сплавлений, неспучений, спучений, дуже спучений.

Властивості твердих нелетких залишків (NV), що утворюються при визначенні виходу летких речовин з ТГК тигельним методом, залежать від природи і стадії метаморфізму. З торфу, бурого вугілля і антрацитів утворяться неспечені, порошкоподібні тверді нелеткі залишки. З кам'яного вугілля неспечені тверді залишки дають пісне, а також деяке довго полум'яне вугілля. Кам'яне вугілля інших марок (гуміти Г, Ж, К, ПС і деяк Д) утворюють корольки, які мають різні властивості по спеченості, сплавленості і спученості. Сапропелітове і ліптобіолітове вугілля, особливо на кам'яновугільній стадії, як і малозольні горючі сланці (ГС), утворюють неспучений, спечений тигельний кокс.

Абсолютно не спікаються фюзиніти. Вітриніти утворюють тверді нелеткі залишки, у яких спеченість, сплавленість і спученість змінюються по кривій з максимумом для вугілля марок Ж і К. У пісному і довгополум'яному вугіллі, а також в антрацитах вітриніти не спікаються. Лейптиніт у вугіллі марок Д, Г і Ж утворює тверді нелеткі залишки, що завжди спеклися, часто сплавлені, але не спучені.

Таким чином, чим більше у вугіллі вміст вітриніту і лейптиніту і менше фюзиніту, тим спеченість краще.

Вихід летких речовин залежить від виду горючого первинного матеріалу і ступеня вуглефікації. Вихід летких речовин з торфу становить 65-75 % на суху беззольну масу, з бурого гумусового вугілля 45-65 %, сапропелітового 65-85 %, ліптобіолітового 65-80 % незалежно від ступеня вуглефікації.

Кам'яне вугілля Донбасу має вихід летких речовин від 45 % у довгополум'яного до 9 % у пісного вугілля, антрацити - від 2 до 9 %.

Для більш точного розділення антрацитів за виходом летких речовин визначають об'ємний вихід летких речовин по ГОСТ 7303-77. Визначення ведеться при 90010 0С протягом 15 хв. шляхом визначення кількості газу, що виділився в протязі випробування.