4. Теплота сгорания. Тепловые свойства угля.

Удельная теплота сгорания хар-ет одно из важнейших свойств, определяющих ценность угля как источника тепловой энергии. Она изменяется в широких пределах и зависит как от свойств и состава органической массы, так и от зольности и влажности угля.

Теплоту сгорания тв топлива опред стандартным методом, заключающимся в полном сжигании навески топлива в кислороде, под давлением, в калориметрической бомбе (при постоянном объеме), в изотермическом режиме.

Принято различать высшую и низшую теплоту сгорания

Qн = Qв – 6(9H₂ + W)

W – влага

Теплота сгорания угля может быть вычислена по рез-ам элементарного анализа с помощью формулы Д.И. Менделеева

Qc = 81C + 300H₂ – 26(O₂-S)

Тепловые св-ва угля

Ископаемые угли представляют собой неоднородные тела, состоящие из твердых ингредиентов и воздушных пор. Основные величины, характеризующие тепловые свойства угля – коэффициенты λ – теплопроводности, a – температуропроводности и Ср – теплоемкости – связаны между собой уравнением

а = λ /(Срγ), где γ – насыпной вес.

Температуропроводность характеризует теплоинерционные свойства, то есть скорость нагревания или охлаждения угля при определенных условиях. Величина коэффициента теплопроводности угля определяется свойствами собственно угольного вещества, в частности, теплопроводностью λ’, пористостью р, зольностью А, влажностью W, а также температурой T: λ = λ(λ’, p,А, W,T).

Температуропроводность угля в интервале 0-400 С возрастает незначительно. Значительно увеличивается от 400 С, что объясняется увеличением λ и уменьшением объемного веса.

5. Физико-химические свойства углей. Экологические аспекты процессов переработки угля.

Физические свойства углей и минеральных примесей существенно влияют на формирование основных параметром, характеризующих гранулометрический и фракционный состав и их изменение в процессах добычи, транспортировки и обогащения.

Пористость. В процессе метаморфизма угольное вещество претерпевает изменения под воздействием внешних сил и структурных изменений органической массы. В результате этих процессов происходит образование и изменение пористой структуры угольного вещества, размера и объема пор.

Удельный и насыпной вес. Кажущимся удельный весом угля наз вес в единице объема угля с присущей ему влажностью и минеральными примесями. Для каменного угля – 1,2-1,3 г/см3.

Истинным удельным весом угля наз вес единицы объема плотного вещества угля, не содержащего пор. (1,5-2,0 г/см3). Насыпной вес угля определяется удельным весом угольного вещества и объемом свободных промежутков между угольными частицами.

Механические свойства углей обусловлены химическим составом и структурными особенностями угольного вещества. Механическая прочность углей и засоряющих пород оценивается дробимостью, твердостью, хрупкостью, временным сопротивлением сжатию и термической устойчивостью.

Дробимость углей показывает их способность сопротивляться разрушению под воздействием внешних усилий. Дробимость углей существенно изменяется для различной стадии метаморфизма.

Хрупкость углей – свойство разрушаться при механическом воздействии на них без применения специальных устройств для дробления и наложения внешних усилий.

Твердость углей – оценивается способностью противодействовать проникновению в них другого, более твердого тела.

Электрические свойства – углей определяются проводимостью ими электрического тока. Ископаемые угли могут быть отнесены к полупроводникам.

Магнитные свойства. – по магнитным свойствам угли относят к диамагнитным веществам, для которых интенсивность намагничивания пропорциональна напряженность магнитного поля.

Тепловые свойства. Основные величины, характеризующие тепловые свойства угля – коэффициенты λ – теплопроводности, a – температуропроводности и Ср – теплоемкости – связаны между собой уравнением

а = λ /(Срγ), где γ – насыпной вес.

Температуропроводность характеризует теплоинерционные свойства, то есть скорость нагревания или охлаждения угля при определенных условиях.

Экологические аспекты процессов переработки угля.

Экологические требования к крупномасштабным энерготехнологиям достаточно очевидны:

- воздействие на атмосферу при добыче топлива и его переработке должно быть минимальным.

- процессы «сжигания» топлива должны быть безопасными и не сопровождаться сбросом (в случае аварии и при нормальной эксплуатации) отходов.

Добыча, обогащение и сжигание угля приводят к образованию больших масс твердых углеотходов.

Сжигание топлив сопровождается выбросом в атмосферу СО2, оксидов серы и азота и других токсичных соединений.

Одним из путей снижения вредного воздействия угля является его обогащение, т.е. получение качественного сырья и высококалорийного топлива. Повышение качества угля и его теплотворной способности достигается, в первую очередь, за счет удаления балласта – минеральных включений и влаги.