55. 56. Технический анализ угля. Летучие компоненты.

Количественные соотношения органических и минеральных компонентов определяют методом технического анализа, по результатам которого оценивается технологическая и энергетическая ценность топлива.

Технический анализ - определение влажности (W), выхода летучих компонентов (V), содержания минеральных примесей (A - зольность), серы (S) и теплоты сгорания угля (Q).

Различают внешнюю и внутреннюю влажность, в сумме составляющую общую. Количество внешней влаги (Wa) определяется при высушивании угля в условиях относительной влажности лаборатории, путем контрольного высушивания и взвешивания до достижения постоянного веса образца. Внешняя влага зависит от условий залегания угольного пласта, условий хранения топлива. Количество внутренней влаги определяется высушиванием измельченной пробы воздушно сухого угля в сушильном шкафу при 105С в течение 2-3 часов до постоянной массы. Внутренняя или гигроскопическая влажность зависит от природы ОВ и степени его преобразования. Параметры угля без высушивания в условиях лаборатории обозначаются буквой «р», например, Wр - влажность на рабочую массу. Wр торфов может достигать 90%, бурых углей - до 60%, каменных - от 15 до 3%.

В состав золы входит смесь минеральных веществ, остающаяся после полного сгорания всего ОВ и завершения всех преобразований с минеральными примесями при высоких Т при полном доступе воздуха. В лаборатории - это остаток после прокаливания измельченного угля при 80020С в течение 2 часов при полном доступе воздуха с контрольным прокаливанием еще в течение 0,5 часа. Зола на 95-97% состоит из оксидов Al, Si, Fe, Ca, Mn, Na, K и на 3-5% - P, Mg, Ba, Ti, Sb, редких и рассеянных элементов. Зола подразделяется на внутреннюю и внешнюю. В составе внутренней выделяется: первичная, зависящая от микроэлементов в составе ЖВ растений торфообразователей, ее количество минимальное, вторичная - минеральные примеси, привнесенные водами, питающими болото при формировании пластов торфа. В состав внешней золы входят минеральные примеси, попавшие в топливо при добыче и транспортировке. На переработку топлива влияет плавкость золы: легкоплавкая, плавящаяся при температуре ниже 1200С, средняя - 1200-1350С, тугоплавкая - 1350-1500С. Зольность не зависит от степени преобразования угля, а зависит от условий накопления исходной биомассы. Угли подразделяются на малозольные – A  10%, среднезольные - 10-20%, высокозольные - 20-30%, верхний предел - 40-50%. Угли, в которых золы > 50%, называются углистыми сланцами.

Летучие вещества - это паро- и газообразные продукты, образующиеся при разложении угля в процессе нагревания в стандартных условиях. Стандартные условия - нагревание измельченного угля в течение 7 минут в закрытом тигле при температуре 65020С. V^daf - на сухое и беззольное топливо. По величине значения V^daf определяется химическая стойкость структуры органических молекул, которая определяется степенью преобразования ОВ. При термическом распаде образуются пары воды, CO₂ и CO, газообразные УВ, окcиды S, NH₃.V^daf древесины достигает 85%, торфа -70%, бурого угля - 60-40%, каменных углей - 44-15%, антрацита - 8-2,5%. По выходу летучих компонентов были выделены марки каменных углей.